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JP2009521454A - 化合物、スクリーニング、および処置方法 - Google Patents

化合物、スクリーニング、および処置方法 Download PDF

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JP2009521454A
JP2009521454A JP2008547482A JP2008547482A JP2009521454A JP 2009521454 A JP2009521454 A JP 2009521454A JP 2008547482 A JP2008547482 A JP 2008547482A JP 2008547482 A JP2008547482 A JP 2008547482A JP 2009521454 A JP2009521454 A JP 2009521454A
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淳一 人見
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プレジデント・アンド・フエローズ・オブ・ハーバード・カレツジ
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Abstract

本発明は、細胞壊死に関連した外傷、虚血、卒中、変性性疾患、及び他の状態を治療するための化合物、医薬組成物、及び方法を特徴とする。これらの状態を治療するのに有用な化合物を識別するためのスクリーニングアッセイも記載される。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
政府援助研究に関する記述
本研究は、国立衛生研究所により供与された助成金(助成金番号GM64703、AG012859、およびNS37141−08)の援助の下で行われた。米国政府は、この発明において特定の権利を有する。
発明の背景
多くの疾患において、細胞死はアポトーシスおよび/または壊死経路により媒介される。アポトーシスを制御する作用機序についてはよく知られているが、壊死の制御については余りよく知られていない。細胞の壊死およびアポトーシス両者を調節する機構を理解することは、神経変性疾患、脳卒中、冠性心疾患、腎疾患、および肝疾患などの状態を処置することをできるようにするために必須である。壊死およびアポトーシス細胞死経路を詳細に理解することは、エイズおよび網膜壊死などのエイズ関連状態を処置する上で極めて重要である。
カスパーゼ類がアポトーシス誘導の中心的役割を担っていることが報告されている。zVAD−fmkなどのペプチドベースのカスパーゼ阻害剤は、TNFαなどの化合物によりアポトーシスを受けるように刺激された細胞においてアポトーシス細胞死経路の活性化の防止に有用である。しかしながら、zVAD−fmkで処理した細胞およびこれらの細胞死刺激もなおカスパーゼ非依存性の形態の壊死により死に至る。
カスパーゼ非依存性細胞死(例えば、壊死またはネクロトーシス)を防止する化合物の発見は、壊死が起きる状態の処置および壊死やネクロトーシスの発症の防止に有用な治療薬を提供する。そのような化合物および方法は、特に、神経変性疾患、虚血性脳および心傷害、および頭部外傷の処置に有用である。
発明の要旨
本発明は、所定の範囲の状態、例えば、細胞または組織の壊死が原因または結果である状態、増殖能の喪失が原因または結果である状態、TNFαファミリーであるサイトカインが原因または結果である状態、およびRIP1タンパク質が寄与因子である状態を処置するための化合物、医薬組成物、キット、および方法を特徴とする。本発明の化合物は、例えば、目的細胞の壊死の低減、細胞増殖の増強、あるいは免疫応答を刺激する治療法として使用することができる。本発明の化合物は、例えば、表1に示した状態のいずれかの処置に使用することもできる。状態の例としては、中枢または末梢神経系の神経変性疾患;網膜神経細胞死によるもの;心筋の細胞死によるもの;免疫系細胞の細胞死によるもの;脳卒中;肝疾患;膵疾患;腎不全に伴う細胞死によるもの;心臓、腸間膜、網膜、肝臓、または脳の虚血性傷害;臓器保存中の虚血性傷害;頭部外傷;敗血症性ショック;冠性心疾患;心筋症;無血管性骨壊死(bone avascular necrosis);鎌状赤血球病;筋肉るいそう;消化器疾患;結核;糖尿病;血管の変性;筋ジストロフィー;移植片対宿主病;ウィルス感染;クローン病;潰瘍性大腸炎;喘息;細胞または組織の壊死が原因または結果である状態;細胞増殖、分化、または細胞内シグナル伝達における変性が原因である状態、およびRIP1タンパク質が寄与因子である状態がある。さらに、本発明は、本発明に記載の化合物の分子標的であるRIP1のインヒビターを識別できるスクリーニングアッセイを特徴とする。また、そのように識別される更なるインヒビターは疾患の処置法に使用することができる。
従って、第一の側面において、本発明は、表1に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のNec−1e化合物、Nec−2b化合物、またはNec−3b化合物を投与することによって処置する方法を特徴とする。Nec−1e化合物は実質的に純粋なA異性体またはB異性体である場合もある。
本発明はまた、表1に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のNec−3化合物を投与することによって処置する方法を特徴とし、Nec−3化合物は実質的に純粋な(3R,3aR)−rel異性体または実質的に純粋な(3R,3aS)−rel異性体である。また、Nec−3化合物は実質的に純粋な(3R,3aR)−鏡像異性体、実質的に純粋な(3R,3aS)−鏡像異性体、実質的に純粋な(3S,3aR)−鏡像異性体、または実質的に純粋な(3S,3aS)−鏡像異性体である場合もある。さらに、Nec−3化合物は化合物(1)から(217)から選択されるものである場合もある。例えば、Nec−3化合物は表7の化合物(141)、(161)、(166)、(167)、(169)、(171)、(178)および(182)、表8の化合物(185)、(188)、(190)、(192)および(194)、および表9の化合物(147)、(148)、(150)、(151)、(154)、(158)および(159)から選択される化合物であってよい。
さらに、本発明は、表2に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のNec化合物を投与することによって処置する方法を特徴とする。該Nec化合物は化学式(I)に示されるNec−1化合物である場合がある。
Figure 2009521454
式中、Rはメチル、メトキシル、Cl、Br、又はFを表し、Rは炭素原子数1から4のアルキルを表す。RがClを表わし、Rがメチルまたはエチルを表す場合もある。Nec−1化合物は実質的に純粋なA異性体またはB異性体であってもよい。
さらに、本発明は、表3に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のNec−1c化合物を投与することによって処置する方法を特徴とする。
さらに、本発明は、表4に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のNec−1d化合物を投与することによって処置する方法を特徴とする。
一般に、本発明は、表1に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のNec化合物を投与することによって処置する方法を特徴とする。
本発明は、表1に示される疾患又は状態を有する対象を、その対象に有効量のゲルダナマイシンを投与することによって処置する方法を特徴とする。あるいは、有効量のRIP1阻害剤またはHSP90阻害剤を対象に投与して処置することもできる。
さらに、本発明は、Nec化合物、医薬的に許容される賦形剤と共にNec化合物を含有する医薬組成物、およびそれら化合物あるいは組成物をそれらの使用のための指示書と共に有するキットを特徴とする。また、ある場合には、本発明は、Nec−1e化合物;Nec−1e化合物の実質に純粋なA異性体およびB異性体;Nec−2b化合物;Nec−3b化合物;並びにNec−3化合物の実質的に純粋な(3R,3aR)−rel異性体および(3R,3aS)−rel異性体、例えば、化合物(1)から(217)(例えば、表7の化合物(141)、(161)、(166)、(167)、(169)、(171)、(178)および(182)、表8の化合物(185)、(188)、(190)、(192)および(194)、および表9の化合物(147)、(148)、(150)、(151)、(154)、(158)および(159))から選択される化合物を特徴とする。ここで、本明細書中で特徴とされるNec−3化合物は、Nec−3化合物の実質的に純粋な(3R,3aR)−鏡像異性体、(3R,3aS)−鏡像異性体、(3S,3aR)−鏡像異性体、または(3S,3aS)−鏡像異性体であってもよい。
さらに、本発明は化学式(I)を有するNec−1化合物を特徴とし、
Figure 2009521454
式中、Rはメチル、メトキシル、Cl、BrまたはFを表し、Rは1から4の炭素原子を有するアルキルを表す。
他の例では、本発明は化学式(II)を有するNec−1化合物を特徴とし、
Figure 2009521454
式中、Rはメトキシル、Cl、BrまたはFを表し、Rは1から4の炭素原子を有するアルキルを表す。
さらに他の例では、本発明は化学式(III)を有するNec−1化合物を特徴とし、
Figure 2009521454
式中、Rはメチルを表し、Rは水素または1から4の炭素原子を有するアルキルを表す。
さらに、本発明は化学式(XVI)に示されるNec−1化合物を特徴とし、
Figure 2009521454
式中、
およびXはそれぞれ独立に=S、=O、=N、H、R11、SR11、NR11またはOR11を表し;YはS、NHまたはNRを表し;GはCH、O、SRまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C6−12アリール、アシル、アセチル、アシルアミノまたはC2−9ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、アシル、アセチル、アシルアミノ、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C6−12アリール、C2−9ヘテロアリール、アミンまたはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、アシル、アセチル、アシルアミノ、NO、C1−7アルキル、C2−7アルケニルまたはC2−7アルケニルを表し;RはH、OH、NO、F、Cl、Br、I、C1−7アルキル、C6−12アリール、アリールアルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−9ヘテロアリール、アセチル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、アシルまたはハロゲンを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、OH、F、Cl、Br、I、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニルか、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルを表し、あるいはRおよび/またはR10はなくてもよく;R11はH、OH、NO、F、Cl、Br、I、アセチル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、またはアシルを表し;nおよびn’はそれぞれ0から5の整数であり;n’’は0または1であり;結合(a)、(b)および(c)はそれぞれ独立に単結合または二重結合であり、ただし、結合(a)および結合(b)の両者が二重結合となることはなく、ここで、Xが=O、OHまたはHの場合、Xは=SまたはSR12ではなく(R12はHまたはアルキルである)、そしてXおよびXの両者が=Oとなることはない。また、GおよびYがそれぞれNHを表し:R、R、R、R、RおよびR10がそれぞれHを表し;nが1であり;n’およびn’’がそれぞれ0であり;(a)が二重結合であり;(b)および(c)がそれぞれ二重結合であってもよい。また、Rがメチル、メトキシル、Cl、BrまたはFを表し;Rが1から4の炭素原子を有するアルキルを表すものであってもよい。さらに、Xが=OまたはXが=Oであってもよい。該Nec−1化合物のいずれも、実質的に純粋なA異性体またはB異性体であってもよい。
さらに、本発明は化学式(IV)に示されるNec−2化合物を特徴とし、
Figure 2009521454
式中、
、R、R、R、R、R、R、R、RおよびR10はそれぞれ独立に水素、アシル、アセチル、直鎖および分岐アルキル、ハロゲン、アミノ、メトキシル、ニトロ、またはC(O)R12、C(S)R12、C(O)OR12、C(O)NR1213、C(S)NR1213またはS(O)R12を表し(ここで、R12およびR13はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキルまたは置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルを表し);(a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;(b)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;Xは水素、アシル、アセチル、アルキル、ハロゲン、アミノ、アシルアミノ、ニトロ、=S、SR11、=N、NR11、=O、またはOR11であって(ここで、R11は水素、アシル、アセチル、アルキルまたはアシルアミノであり);但し、R、R、R、R、RおよびR10がそれぞれ水素であり、R、R、RおよびRがそれぞれメトキシルである場合、Xは=O、水素またはヒドロキシルではない。
さらに、本発明は化学式(V)で示されるNec−3化合物を特徴とし、
Figure 2009521454
式中、
Zは結合、CH、CHCH、O、S、S(O)、S(O)またはNRであり(ここで、Rは置換されていてもよいC1−6アルキル、置換されていてもよいC7−16アラルキルまたは置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり);
(a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素、1から6の炭素原子を有するアルカノイル、1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルコキシアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニルアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニルアルキル、C7−16アラルキル、アミノ、1から6の炭素原子を有するアミノアルキル、CまたはC10アリール、CまたはC11アリーロイル、アジド、1から6の炭素原子を有するアジドアルキル、カルボキシアルデヒド、アルキレン基が1から6の炭素原子を有する(カルボキシアルデヒド)アルキル、3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキル、ハロ、1から6の炭素原子を有するハロアルキル、C2−9ヘテロシクリル、C2−9(ヘテロシクリル)オキシ、C3−10(ヘテロシクリル)オイル、ヒドロキシル、1から6の炭素原子を有するヒドロキシアルキル、ニトロ、1から6の炭素原子を有するニトロアルキル、N−保護アミノ、アルキレン基が1から6の炭素原子を有するN−保護アミノアルキル、1から6の炭素原子を有するチオアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するチオアルコキシアルキル、−(CHCO(ここで、qは0から4であり、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHCONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)C1−6アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSO(ここで、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHNR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)N−保護基、(c)1から6の炭素原子を有するアルキル、(d)2から6の炭素原子を有するアルケニル、(e)2から6の炭素原子を有するアルキニル、(f)CまたはC10のアリール、(g)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキル、(h)3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、および(i)シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキルからなる群から選ばれ、ただし、2つの基がカルボニル基またはスルホニル基を介して該窒素原子に結合することはない)、C1−6パーフルオロアルキル、C1−6パーフルオロアルコキシ、CまたはC10アリールオキシ、C3−8シクロアルコキシ、C9−14シクロアルキルアルコキシ、またはC7−16アリールアルコキシを表し;
は置換されていてもよいCまたはC10アリールまたは置換されていてもよいC2−9ヘテロアリールであり;
はC(O)R、C(S)R、C(O)OR、C(O)NR10、C(S)NR10、C(NH)RまたはS(O)Rであり(ここで、RおよびR10はそれぞれ独立にH、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり);
は水素、C1−6アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり;
11はH、置換されていてもよいC1−12アルキル、または置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキルであって、
但し、R、R、RおよびRがそれぞれ水素、アミノ、ハライドおよびヒドロキシルからなる群から選ばれ、ZがCHである場合、Rはヒドロキシルまたはメトキシルではない。
また、本発明は、化学式(VI)により示されるNec−3化合物に関し、
Figure 2009521454
式中、
Zは結合、CH、CHCH、O、S、S(O)、S(O)またはNR12であり(ここで、R12は置換されていてもよいC1−6アルキル、置換されていてもよいC7−16アラルキルまたは置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり);
(a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
、R、R、R、R、R、R、R10およびR11はそれぞれ独立に水素、1から6の炭素原子を有するアルカノイル、1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルコキシアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニルアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニルアルキル、C7−16アラルキル、アミノ、1から6の炭素原子を有するアミノアルキル;CまたはC10アリール、CまたはC11アリーロイル、アジド、1から6の炭素原子を有するアジドアルキル、カルボキシアルデヒド、アルキレン基が1から6の炭素原子を有する(カルボキシアルデヒド)アルキル、3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキル、ハロ、1から6の炭素原子を有するハロアルキル、C2−9ヘテロシクリル、C2−9(ヘテロシクリル)オキシ、C3−10(ヘテロシクリル)オイル、ヒドロキシル、1から6の炭素原子を有するヒドロキシアルキル、ニトロ、1から6の炭素原子を有するニトロアルキル、N−保護アミノ、アルキレン基が1から6の炭素原子を有するN−保護アミノアルキル、1から6の炭素原子を有するチオアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するチオアルコキシアルキル、−(CHCO(ここで、qは0から4であり、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHCONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)C1−6アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSO(ここで、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHNR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)N−保護基、(c)1から6の炭素原子を有するアルキル、(d)2から6の炭素原子を有するアルケニル、(e)2から6の炭素原子を有するアルキニル、(f)CまたはC10のアリール、(g)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキル、(h)3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、および(i)シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキルからなる群から選ばれ、ただし、2つの基がカルボニル基またはスルホニル基を介して該窒素原子に結合することはない)、C1−6パーフルオロアルキル、C1−6パーフルオロアルコキシ、CまたはC10アリールオキシ、C3−8シクロアルコキシ、C9−14シクロアルキルアルコキシ、またはC7−16アリールアルコキシを表し;
はC(O)R13、C(S)R13、C(O)OR13、C(O)NR1314、C(S)NR1314、C(NH)R13またはS(O)R13であり(ここで、R13およびR14はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルを表す);
は水素、C1−6アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり、
但し、R、R、RおよびRないしR11が、各々水素、アミノ、ハライドおよびヒドロキシルからなる群から選ばれ、ZがCHである場合、Rはヒドロキシルまたはメトキシルではない。また、(a)で示される結合が二重結合であり、R、R、R、R、R、R、R10およびR11がそれぞれ独立に水素を表してもよい。また、RおよびRがそれぞれ独立に1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、ハロ、またはアミノを表してもよい。
本発明はさらに、(i)上述のNec化合物のいずれか、例えば、Nec−1e、Nec−2b、またはNec−3b化合物、および(ii)医薬的に許容できる賦形剤を含む、医薬組成物を特徴とする。
本発明はさらに、(i)上述のNec化合物のいずれか、例えば、Nec−1e、Nec−2b、またはNec−3b化合物、および(ii)表1に示される疾患又は状態を有する対象に前記化合物を投与するための指示書を含む、キットを特徴とする。
また、本発明は、RIP1を選択的に阻害する化合物としての候補化合物を識別するための方法を特徴とし、該方法は、a)RIP1ポリペプチドと該候補化合物とを含む混合物を、該化合物不存在下では該RIP1ポリペプチドが基準レベルのリン酸化を受けることができる条件下でインキュベートし、b)RIP1のリン酸化のレベルを検出し、c)RIP1の前記リン酸化レベルの前記基準レベルに対する比を決定し、d)RIP2またはRIP3ポリペプチドと該化合物とを含む第2の混合物を、該化合物不存在下では該RIP2ポリペプチドが第2の基準レベルのリン酸化を受けることができるような条件下でインキュベートし、e)RIP2またはRIP3のリン酸化のレベルを検出し、f)RIP2またはRIP3の前記リン酸化レベルの前記第2の基準レベルに対する比を決定する、工程を含む。この方法において、工程c)で求められた比が工程f)で求められた比よりも小さい場合、該化合物はRIP1を選択的に阻害すると判定される。
さらに、本発明は、RIP1を選択的に阻害する化合物としての候補化合物を識別するための方法を特徴とし、該方法は、a)RIP1ポリペプチドと該候補化合物を接触させ、b)該化合物の該RIP1ポリペプチドへの結合を検出し、c)RIP2またはRIP3ポリペプチドと該化合物を接触させ、d)該化合物の該RIP2またはRIP3ポリペプチドへの結合を検出する、工程を含む。この方法において、該RIP1ポリペプチドに結合し該RIP2またはRIP3ポリペプチドには結合しない化合物が、RIP1を選択的に阻害することが見出される。
定義
本明細書および特許請求の範囲において、以下の用語は次のような意味に使用される。
「Nec−1a化合物」は、化学式(VII)により示される化合物を意味し、
Figure 2009521454
式中、R、R、R、およびRはそれぞれ独立に水素、カルボキシ、メチル、ヒドロキシル、メトキシル、アミノおよびニトロからなる群から選択され;Rは水素、C1−6アルキルおよびアシルからなる群から選択され;RはC1−6アルキル、アシル、ハロゲン、水素、またはヒドロキシルからなる群から選択され;Rはメチル、ヒドロキシル、カルボキシルおよびC1−6アルキル基からなる群から選択され;Xは=O、−OHおよび−Hからなる群から選択され;Yは=Sおよび−SRからなる群から選択され(ここで、Rは水素またはC1−6アルキル基である);結合(a)、(b)および(c)はそれぞれ独立に二重結合または単結合であり、ただし、結合(a)および結合(b)が同時に二重結合であることはない。
「Nec−1b化合物」は、化学式(VIII)から(XV)の内の一つの化合物を意味する。
化学式(VIII)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはOを表し;YはSを表し;GはOまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、メチル、メトキシル、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し;Rは低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’、R10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキルか、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(IX)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはOを表し;YはNRを表し;GはOまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、メチル、メトキシル、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し;Rは低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’、R10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキルか、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(X)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはOを表し;YはNHを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、CO、NO、NHC(O)R、メチル、メトキシル、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し(ただし、R、R、R、R、RおよびRがHの場合、Rはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、またはt−ブチルではない);RはH、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキルか、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(XI)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはOを表し;YはNHを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、メチル、メトキシル、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し;Rは低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキル、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(XII)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはSを表し;YはSを表し;GはOまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、メチル、メトキシル、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し;Rは低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキル、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(XIII)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはSを表し;YはNRを表し;GはOまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、メチル、メトキシル、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し;Rは低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキル、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(XIV)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはSを表し;YはNHを表し;GはOまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、CO、NO、NHC(O)R、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、アミン、ピペリジン、または低級アルキルおよび置換低級アルキル(ただし、メチルおよびメトキシルを除く)を表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し(ただし、R、R、R、R、RおよびRがHの場合、Rはメチルではない);RはH、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキル、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
化学式(XV)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XはSまたはOを表し;YはS、NHまたはNRを表し;GはOまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、CO、NO、NHC(O)R、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;RはH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、CO、NO、NHC(O)R、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、又は置換ヘテロアリール、アミン、ピペリジン、低級アルキル、または置換低級アルキルを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にHまたは低級アルキルを表し;RはH、低級アルキル、置換低級アルキル、アリール、置換アリール、アリールアルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアリール、または置換ヘテロアリールを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、F、Cl、Br、I、低級アルキル、置換低級アルキル、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルまたは置換シクロアルキルを表し;nおよびn’は0から5の整数である。
「Nec−1c化合物」はNec−1a化合物ではないNec−1b化合物を意味する。
「Nec−1d化合物」はNec−1b化合物ではないNec−1a化合物を意味する。
「Nec−1化合物」はNec−1a化合物、Nec−1b化合物または化学式(XVI)により示される化合物を意味する。
化学式(XVI)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XおよびXはそれぞれ独立に=S、=O、=N、H、R11、SR11、NR11、またはOR11を表し;YはS、NHまたはNRを表し;GはCH、O、SRまたはNRを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C6−12アリール、アシル、アセチル、アシルアミノ、またはC2−9ヘテロアリールを表し;RはH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、アシル、アセチル、アシルアミノ、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C6−12アリール、C2−9ヘテロアリール、アミン、またはピペリジンを表し;R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、アシル、アセチル、アシルアミノ、NO、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、またはC2−7アルケニルを表し;RはH、OH、NO、F、Cl、Br、I、C1−7アルキル、C6−12アリール、アリールアルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−9ヘテロアリール、アセチル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、アシル、またはハロゲンを表し;R、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、OH、F、Cl、Br、I、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルを表し、あるいはRおよび/またはR10はなくてもよく;R11はH、OH、NO、F、Cl、Br、I、アセチル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、またはアシルを表し;nおよびn’はそれぞれ0から5の整数であり;n’’は0または1であり;結合(a)、(b)および(c)はそれぞれ独立に単結合または二重結合である(ただし、結合(a)と結合(b)が同時に二重結合であることはない)。代表的なアシル基は、以下のものである。
Figure 2009521454
一実施形態では、R、R、R、R、R、RおよびR10がそれぞれ水素であり;Rがメチル基であり;nが1であり;n’およびn’’がそれぞれ0であり;Xが=Oであり;Xが=Sであり;YおよびGがそれぞれ−NH−であり;結合(a)が二重結合であり;結合(b)および(c)がそれぞれ単結合である。
他の実施形態では、R、R、R、R、RおよびR10がそれぞれ水素であり;Rがメチルまたはハロゲンであり;Rがメチル基であり;nが1であり;n’およびn’’がそれぞれ0であり;Xが=Oであり;Xが=Sであり;YおよびGがそれぞれ−NH−であり;結合(a)が二重結合であり;結合(b)および(c)がそれぞれ単結合である。
他の実施形態では、R、R、R、R、RおよびR10がそれぞれ水素であり;Rが水素、メチルまたはハロゲンであり;Rがメチル基または水素であり;nが1であり;n’およびn’’がそれぞれ0であり;Xが=Oであり;Xが=Oであり;YおよびGがそれぞれ−NH−であり;結合(a)が二重結合であり;結合(b)および(c)がそれぞれ単結合である。
「Nec−1e化合物」はNec−1a化合物でもNec−1b化合物でもないNec−1化合物を意味する。
「Nec−2a化合物」は化学式(XVII)または(XVIII)により示される化合物を意味する。
化学式(XVII)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、XおよびXはそれぞれ独立に=O、−OHおよび−Hからなる群から選ばれ;Rは水素およびヒドロキシルからなる群から選ばれ;Rは水素、スルフェート、ニトロおよびハライドからなる群から選ばれ;結合(a)は単結合または二重結合である。
化学式(XVIII)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、Rはそれぞれ独立にHおよびCHからなる群から選ばれ;結合(a)は単結合または二重結合であり;結合(b)は単結合または二重結合であり;Xは=O、−OHおよび−Hからなる群から選ばれる。
「Nec−2化合物」はNec−2a化合物または化学式(XIX)により示される化合物を意味する。
化学式(XIX)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、SO、NO、F、Cl、Br、I、アシル、アセチル、アルキル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、
Figure 2009521454
(ここで、RはC6−12アリール置換基である)を表し;結合(a)は単結合または二重結合であり;Xは=O、OHまたはHを表し;R
Figure 2009521454
を表わす(ここで、結合(b)は単結合または二重結合であり(ただし、nが0の場合、結合(b)は単結合である);YはOまたはSであり;R、R、RおよびR10はそれぞれ独立にH、OH、SO、NO、F、Cl、Br、I、アシル、アセチル、アルキル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、
Figure 2009521454
(ここで、RはC6−12アリール置換基である)を表し;R11は=O、OHまたはHを表す)。
一実施形態では、R
Figure 2009521454
式中、R、R、R、R、R10およびR11はそれぞれ水素であり;R、R、RおよびRはそれぞれ−CHであり;Xは=Oであり;結合(a)および(b)はそれぞれ二重結合である。
他の実施形態では、R
Figure 2009521454
であり、R11およびXはそれぞれ=Oであり;RおよびRはそれぞれヒドロキシル基であり;Rはニトロ基であり;Rはメチル基であり;R、R、RおよびRはそれぞれ水素であり;結合(a)は二重結合である。
他の実施形態では、Nec−2化合物が次の化学式を有する場合:
Figure 2009521454
11が=Oであるならば、Xは=Oではないか、又はRはヒドロキシル基ではないか、又はRはニトロ基ではないか、あるいは結合(a)は二重結合ではない。Xが=Oであるならば、R11は=Oではないか、又はRはヒドロキシル基ではないか、又はRはニトロ基ではないか、あるいは結合(a)は二重結合ではない。Rがヒドロキシル基であるならば、R11およびXが両者とも=Oである場合はないか、又はRはニトロ基ではないか、あるいは結合(a)は二重結合ではない。Rがニトロ基であるならば、R11およびXが両者とも=Oである場合はないか、又はRはヒドロキシル基ではないか、あるいは結合(a)は二重結合ではない。結合(a)が二重結合であるならば、R11およびXが両者とも=Oとなる場合はないか、又はRはヒドロキシル基ではないか、あるいはRはニトロ基ではないか、あるいは結合(a)は二重結合ではない。
「Nec−2b化合物」はNec−2a化合物ではないNec−2化合物を意味する。
「Nec−3a化合物」は化学式(XX)により示される化合物を意味し、
Figure 2009521454
式中、R、R、R、R、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素、アミノ、ハライド、およびヒドロキシルからなる群から選択され;Rは水素およびメチルからなる群から選択され;結合(a)は単結合または二重結合である。
「Nec−3化合物」はNec−3a化合物、化学式(XXI)により示される化合物、または化合物(1)から(217)のいずれかを意味する。
化学式(XXI)により示される化合物は次の構造を有し、
Figure 2009521454
式中、Zは結合、CH、CHCH、O、S、S(O)、S(O)またはNRであり(ここで、Rはアルキル、アラルキルまたはヘテロアラルキルであり);
(a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
、R、RおよびRはそれぞれ独立にH、1から6の炭素原子を有するアルカノイル、1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルコキシアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニルアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニルアルキル、アミノ、1から6の炭素原子を有するアミノアルキル、C6−12アリール、アルキレン基が1から6の炭素原子を有するC7−16アリールアルキル、CまたはC11アリーロイル、アジド、1から6の炭素原子を有するアジドアルキル、カルボキシアルデヒド、アルキレン基が1から6の炭素原子を有する(カルボキシアルデヒド)アルキル、3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキル、ハロ、1から6の炭素原子を有するハロアルキル、C2−9ヘテロシクリル、C2−9(ヘテロシクリル)オキシ、C3−10(ヘテロシクリル)オイル、ヒドロキシル、1から6の炭素原子を有するヒドロキシアルキル、ニトロ、1から6の炭素原子を有するニトロアルキル、N−保護アミノ、アルキレン基が1から6の炭素原子を有するN−保護アミノアルキル、1から6の炭素原子を有するチオアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するチオアルコキシアルキル、−(CHCO(ここで、qは0から4であり、Rは(a)C1−6アルキル、(b)C6−12アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHCONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)C1−6アルキル、(c)C6−12アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSO(ここで、Rは(a)C1−6アルキル、(b)C6−12アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)アルキル、(c)C6−12アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHNR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)N−保護基、(c)1から6の炭素原子を有するアルキル、(d)2から6の炭素原子を有するアルケニル、(e)2から6の炭素原子を有するアルキニル、(f)C6−12アリール、(g)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキル、(h)3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、および(i)シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキルからなる群から選ばれ、ただし、2つの基がカルボニル基またはスルホニル基を介して該窒素原子に結合することはない)、C1−6パーフルオロアルキル、C1−6パーフルオロアルコキシ、CまたはC10アリールオキシ、C3−8シクロアルコキシ、C9−14シクロアルキルアルコキシ、またはC7−16アリールアルコキシを表し;
は置換されていてもよいCまたはC10アリールまたは置換されていてもよいC2−9ヘテロアリールであり;
はC(O)R、C(S)R、C(O)OR、C(O)NR10、C(S)NR10、C(NH)RまたはS(O)Rであり(ここで、RおよびR10はそれぞれ独立にH、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルである);
はH、C1−6アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり;
15はH、置換されていてもよいC1−12アルキル、または置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキルである。
一実施形態では、(a)により示される結合が単結合である。望ましい実施形態においては、(a)により示される結合が二重結合である。
他の実施形態では、Zが結合、CHCH、O、S、S(O)、S(O)またはNRである(ここで、Rの定義は上記と同様である)。
他の実施形態では、Rが置換されていてもよいC10アリールまたは置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール基である。
他の実施形態では、RがC(O)Rであり、ここで、Rは置換されていてもよいC2−12アルキル基である。望ましいRの例では、Rは、例えば、モルフォリノ基、モルフォリノアミド、またはモルフォリノアルキルエステル部分(例えば、Rは−(CH−モルフォリノ、−(CHCO−モルフォリノ、または−(CHCO(CH−モルフォリノである);ピペラジニル基、ピペラジニルアミド、またはピペラジニルアルキルエステル部分(例えば、Rが、−(CH−ピペリジニル、−(CH−N−アルキルピペリジニル、−(CHCO−ピペリジニル、−(CHCO−N−アルキルピペリジニル、−(CHCO(CH−ピペリジニル、または−(CHCO(CH−N−アルキルピペリジニルである)、ここで、nは1から6の整数である;ヒドロキシル基(例えば、1から4のヒドロキシル置換基)、C2−7アシルオキシ基、C2−7カルボン酸エステル、第一級アミン、第二級アミン、または第三級アミンのような水溶性を高める部分で置換されたC2-12アルキル基である。。さらに、ビオチン部分などの認識部分を含むアルキル置換基、例えば、−(CHNH−ビオチニルなども望ましい。
他の実施形態では、RがC(O)R、C(S)R、C(O)OR、C(O)NR10、C(S)NR10、またはS(O)Rであり、ここで、Rは置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり;R10はH、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルである。
他の実施形態では、RがC(S)R、C(O)OR、C(O)NR10、C(S)NR10、またはS(O)Rであり、ここで、RおよびR10の定義は上記と同様である。
他の実施形態では、ZがCHであり;RおよびRがそれぞれHであり;RがH、C1−6アルコキシ、C1−6チオアルコキシ、ハロであるか、またはRと共にジオキソメチレンまたはジオキソエチレン基を形成し;RがH、C1−6アルコキシ、C1−6チオアルコキシ、ハロであるか、またはRと共にジオキソメチレンまたはジオキソエチレン基を形成し;R
Figure 2009521454
であり、式中、R11、R12およびR13はそれぞれ独立にH、C1−6アルコキシまたはC1−6チオアルコキシを表し、R11とR12またはR12とR13とが一緒にジオキソメチレンまたはジオキソエチレン基を形成してもよく;R14はHである。
望ましくは、例えば、ZがCHであり;(a)により示される結合が二重結合であり;R、RおよびRがそれぞれ水素であり;Rがメトキシであり;Rが4−メトキシフェニル環であり;Rがメチル基であり;RがHである。
さらに他の実施形態では、ZがCHであり;(a)により示される結合が二重結合であり;R、RおよびRはそれぞれ独立に水素、アミノ、ハライド、およびヒドロキシルからなる群から選択され;Rが水素またはメトキシであり;Rが、2−、3−、4−、5−および6−位の置換基が独立に水素、アミノ、ハライド、およびヒドロキシルからなる群から選択されるフェニル環であり;RがHであり、Rがメチルである。
望ましい例において、R、RおよびRがそれぞれ水素であり;Rがメトキシであり;Rが4−フルオロフェニル環であり;Rがメチル基であり;RがHであり;ZがCHであり;(a)により示される結合が二重結合である。
「Nec−3b化合物」はNec−3a化合物ではないNec−3化合物を意味する。
ここで、「Nec化合物」、「ネクロスタチン化合物」および「ネクロスタチン」は本明細書中で相互に交換可能に使用され、Nec−1化合物、Nec−2化合物あるいはNec−3化合物を指す。
「壊死を低減する」とは、例えば、低分子候補阻害剤なしで、TNFαあるいはDMSOを接触させることなどの細胞死刺激を受るコントロール細胞に比較して、壊死を受ける細胞の数を減少させることを意味する。好ましくは、壊死がコントロールに比較して10%低下する。より好ましくは、壊死がコントロールに比較して50%低下する。さらに好ましくは、壊死がコントロールに比較して90%低下する。壊死の低減は、候補化合物、例えば、化学ライブラリーの化合物などを受けた細胞におけるATPレベルを測定し、そのレベルをコントロール細胞におけるATPレベルと比較することにより試験することが好ましい。壊死は、ATPレベルがコントロール細胞におけるほど大きく低下しない、候補化合物により処理された細胞において、低減している。
「候補化合物」とは、本明細書で説明されるアッセイ方法の一つにより壊死のレベルをモジュレートさせる能力を有するかどうか評価される、天然または人工の化合物を指す。候補化合物には、例えば、ペプチド、ポリペプチド、合成有機分子、天然有機分子、核酸分子、およびそれらの構成成分などがある。
「細胞死」はアポトーシスまたは壊死による細胞の死を意味する。
「壊死」は、本明細書で用いる場合、細胞ATP減少を特徴とするカスパーゼ非依存性細胞死を意味する。ビヒクルのみ(例えば、DMSO)を導入されたコントロール細胞と比較して細胞のATPが10%減少することが好ましい。より好ましくは細胞のATPはコントロール細胞に比較して50%減少する。さらに好ましくは細胞のATPはコントロール細胞に比較して90%減少する。壊死は、化合物、例えば、zVAD-fmk、DMSOあるいはTNFα、を添加された細胞におけるATPレベルを測定し、そのレベルをビヒクルのみを添加された細胞におけるATPレベルと比較することによって試験することが好ましい。壊死は、ATPレベルがコントロール細胞に比較して低下した、候補化合物により処理された細胞において生じる。
壊死は、液化壊死であっても、脂肪または肝組織に影響を及ぼすものであっても、乾酪またはフィブリノイド壊死であってもよい。細胞は虚血性細胞傷害またはウィルス感染に応じて壊死してもよい。
「カスパーゼ非依存細胞死」はアポトーシスが阻害された際に生じる細胞の死を意味する。アポトーシスは、アポトーシスを誘起するようにアポトーシス促進薬または電離放射線などにより細胞を処理した際に、細胞が生存するのに十分な濃度のzVAD−rmkなどのカスパーゼ阻害剤を細胞に接触させることにより、防止され得る。
「アポトーシス」は、次の特性、すなわち、核凝縮、DNA断片化、膜ブレブ形成、または細胞収縮のいずれかを特徴とする細胞死を意味する。
「TNFαにより媒介される細胞内シグナル伝達経路のモジュレーション」は、細胞がTNFαに接触するのに応じた細胞成分間伝達の変化を意味する。その変化は、細胞内タンパク質が相互作用する仕方や持続時間、リン酸化や脱リン酸化などのタンパク質の変化の仕方や持続時間、あるいはタンパク質がDNAと相互作用する仕方や持続時間における変化であってよい。
「DMSOにより媒介される細胞内シグナル伝達経路のモジュレーション」は、細胞がDMSOに接触するのに応じた細胞成分間伝達の変化を意味する。その変化は、細胞内タンパク質が相互作用する仕方や持続時間、リン酸化や脱リン酸化などのタンパク質の変化の仕方や持続時間、あるいはタンパク質がDNAと相互作用する仕方や持続時間における変化であってよい。
「処置」は、予防および/または治療目的で医薬組成物を投与することを意味する。「疾病を防止する」とは、現在はまだ病気ではないが、ある特定の疾患のにかかり易いあるいはそのリスクが高い対象に対する予防的処置を指す。「疾病を処置」または「治療的処置」のための使用とは、すでに疾患にかかっている対象の状態を改善または安定させるために処置することを指す。従って、特許請求の範囲および実施形態において、処置とは、治療または予防を目的とした対象への投与である。
「状態」とは、そうなっている状態または感覚を意味する。表1に疾患の例を示すが、これらに限定されるものではない。
「有効な量」および「有効量」とは、本明細書で用いる場合、例えば、表1に示す疾患を処置するために必要な本発明の化合物の量を指す。疾患例としては、中枢または末梢神経系の神経変性疾患、網膜神経細胞死によるもの、心筋の細胞死によるもの、免疫系細胞の細胞死によるもの、脳卒中、肝疾患、膵疾患、腎不全に伴う細胞死によるもの、心臓、腸間膜、網膜、肝臓、または脳の虚血傷害、臓器保存中の虚血傷害、頭部外傷、敗血症性ショック、冠性心臓病、心筋症、無血管性骨壊死、鎌状赤血球病、筋肉るいそう、消化器疾患、結核、糖尿病、血管の変性、筋ジストロフィー、移植片対宿主病、ウィルス感染、クローン病、潰瘍性大腸炎、喘息、細胞または組織壊死が原因または結果である状態、細胞増殖、分化、または細胞内シグナル伝達における変性が原因である状態、およびRIP1タンパク質が寄与因子である状態がある。上記のような状態の治療または予防的処置において本発明を実施するために使用される有効量は、投与方法、対象の年齢、体重、全体的な状態により異なる。最終的には、担当の医師または獣医が適切な量および用法を決めることになる。そのような量を「有効」量と呼ぶ。
「神経変性疾患」とは、神経細胞死を特徴とする疾病を意味する。神経変性疾患としては、例えば、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、脳虚血、クロイツフェルト・ヤコブ病、ファール病、ハンチントン舞踏病および関連ポリグルタミン伸長病、レビー小体病、メンケス病、多発性硬化症、脳卒中およびウィルソン病があるが、これらに限定されるものではない。
「ニューロン」とは、動物の神経系の部分から派生する外胚葉胚起源の細胞を意味する。ニューロンは、ニューロフィラメント・タンパク質、MAP2、クラスIIIβ−チューブリンなどの十分に特徴付けがなされているニューロン特異的マーカーを発現する。例えば、ニューロンとして、海馬、皮質、中脳ドーパミン作動、運動、知覚、交感神経、中隔コリン作動および小脳ニューロンが挙げられる。
「壊死を低減するに十分な用量」とは、対象に投与すると壊死を低減する化合物あるいは小分子の量を意味する。対象の壊死を非投与対象に比較して10%低減することが好ましい。対象の壊死を非投与対象に比較して50%低減することがさらに好ましい。対象の壊死を非投与対象に比較して90%低減することが最も好ましい。
「壊死を測定する」とは、化合物の存在下に細胞が壊死を介して染色されるかどうかを、化合物不存在下における細胞(コントロール細胞)と比較して、測定することを意味する。壊死は、細胞内ATPレベルを測定することによって測定することができ、壊死を受けている細胞は、コントロール細胞に比較して細胞内ATPが低減している。壊死はまた、トリパンブルーなどの生体染色色素で染色することによって測定してもよく、壊死しつつある細胞は生体染色色素によって染色されるが、壊死の無い細胞は染色されない。
「医薬組成物」は、医薬的に許容される賦形剤と共に製剤され、哺乳類の疾病を処置するための治療的処方の一部として政府管理機関の認可を得て製造または販売される、本発明の化合物を含有する組成物を意味する。エタノールまたはDMSOからなる賦形剤は特に排除される。医薬組成物は、例えば、単位用量型の経口投与用剤型(例えば、錠剤、カプセル、カプレット、ジェルキャップ、またはシロップ)、局所性投与用剤型(例えば、クリーム、ジェル、ローション、または軟膏)、静脈内投与用剤型(例えば、微粒子塞栓を引き起こさない滅菌溶液あるいは静脈内使用に適切な溶媒系)、またはここで説明される他の剤型として製剤することができる。
「医薬的に許容される塩」とは、本明細書で用いる場合、健全な医学的判断の範囲内で重篤な毒性、炎症、アレルギー性反応などを伴わずに、ヒトまたは動物の組織と接触させる使用に適切であり、妥当な利益/危険比を有する塩を表す。医薬的に許容される塩は当技術分野で周知である。例えば、S. M Bergeらは医薬的に許容される塩についてJ. Pharmaceutical Sciences, 1977, 66:1-19の中で詳細に述べている。そのような塩は、本発明の化合物の最終的な分離・精製の段階で調製、あるいは遊離塩基群と適切な有機酸との反応により分離することができる。代表的な酸付加塩には、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、硼酸塩、酪酸塩、ショウノウ酸塩、カンファースルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプトン酸塩、ヘキサン酸塩、臭化水素酸塩、塩酸塩、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、2−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモン酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバリン酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩などがある。代表的なアルカリまたはアルカリ土類金属塩には、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどがあり、また、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミンなどの無毒のアンモニウム、四級アンモニウムおよびアミンカチオンが挙げられる。
「医薬的に許容されるエステル」とは、本明細書で用いる場合、体内で加水分解されるエステルを表し、ヒト体内で親化合物あるいはその塩に容易に分解されるエステルが含まれる。適切なエステル基としては、例えば、医薬的に許容される脂肪族カルボン酸、特に、好ましくはそのアルキルまたはアルケニル基がそれぞれ6以下の炭素原子を有するアルカン酸、アルケン酸、シクロアルカン酸およびアルカン二酸から生じるエステルを挙げることができる。具体的なエステルの例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アクリル酸、およびエチルコハク酸のエステルがある。
「医薬的に許容されるプロドラッグ」とは、本明細書で用いる場合、健全な医学的判断の範囲内で重篤な毒性、炎症、アレルギー性反応などを伴わずに、ヒトまたは動物の組織と接触させる使用に適切であり、妥当な利益/危険比を有し、本発明の化合物の所望の使用に有効である、本発明の化合物のプロドラッグ、並びに可能な場合には、本発明の化合物の両性イオン型を表す。
「プロドラッグ」とは、本明細書で用いる場合、生体内で、例えば、血中で加水分解され、上記の化学式に示される親化合物に迅速に変換される化合物を表す。詳細な考察は、T. Higuchi and V. Stella, Pro-drugs as Novel Delivery Systems, the A.C.S. Symposium Series, Vol. 14, Edward B. Roche編;Bioreversible Carriers in Drug Design, American Pharmaceutical Association and Pergamon Press, 1987;およびJudkinsら. Synthetic Communications, 26(23), 4351-4367 (1996)になされており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の化合物は不斉あるいはキラル中心を有していてもよい。本発明は種々の立体異性体およびその混合物を意図する。本発明の化合物の個々の立体異性体は、不斉あるいはキラル中心を有する市販の出発物質から合成により調製、あるいは鏡像異性の化合物の混合物を調製した後、当業者により周知の分解法により調製できる。これらの調製方法は、例えば、(1)(+/−)により示される鏡像異性体のラセミ混合物をキラル補助基に付着させ、得られたジアステレオマーを再結晶またはクロマトグラフィーにより分離し、補助基から光学的に純粋な生成物を単体分離する、あるいは(2)キラルクロマトグラフカラムを用いて光学鏡像異性体の混合物を直接分離することにより行う。本明細書では、鏡像異性体は、キラル炭素原子の周りの置換基の配置に基づいて記号「R」または「S」により示される。
本発明の化合物は幾何異性体を有していてもよい。本発明は、炭素‐炭素二重結合の周りの置換基の配置に起因する種々の幾何異性体およびその混合物を意図し、ZまたはE配置のような異性体を示す。「Z」は炭素‐炭素二重結合と同じ側の置換基を示し、「E」は炭素‐炭素二重結合の反対側の置換基を示す。
本発明において有用な化合物には、医薬的に許容される形態における本明細書で述べた化合物が含まれ、例えば、ジアステレオマーや鏡像異性体などの異性体、酸または塩基付加塩などの塩、エステル、アミド、チオエステル、溶媒和物、およびそれらの多形体、並びにそれら化合物のラセミ混合物や純粋な異性体が含まれる。
「A異性体」とは、本明細書で用いる場合、*で示される位置の立体化学が化学式XXXIXに示されるような、Nec−化合物(例えば、Nec−1a化合物、Nec−1b化合物、Nec−1c化合物、Nec−1d化合物、またはNec−1e化合物)を指す。
Figure 2009521454
例えば、以下に示されるR−7−Cl−O−Nec−1はA異性体である(ヒダントイン部分は以下の表示において裏返っていることに留意すべきである)。
Figure 2009521454
「実質的に純粋なA異性体」は、A異性体のB異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「B異性体」とは、本明細書で用いる場合、*で示される位置の立体化学が化学式XXXXに示されるような、Nec−化合物(例えば、Nec−1a化合物、Nec−1b化合物、Nec−1c化合物、Nec−1d化合物、またはNec−1e化合物)を指す。
Figure 2009521454
「実質的に純粋なB異性体」は、B異性体のA異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「(3R,3aR)−rel異性体」(C3/C3aシス異性体としても知られる)は、化学式XXIIに示されるように、C3およびC3aの位置での最低優先順位の置換基(例えば、水素)が互いにsynの関係にある、Nec−3化合物(例えば、Nec−3a化合物またはNec−3b化合物)を意味する。「実質的に純粋な(3R,3aR)−rel異性体」は、(3R,3aR)−rel異性体の(3R,3aS)−rel異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「(3R,3aS)−rel異性体」(C3/C3aトランス異性体としても知られる)は、化学式XXIIに示されるように、C3およびC3aの位置での最低優先順位の置換基(例えば、水素)が互いにantiの関係にある、Nec−3化合物(例えば、Nec−3a化合物またはNec−3b化合物)を意味する。「実質的に純粋な(3R,3aS)−rel異性体」は、(3R,3aS)−rel異性体の(3R,3aR)−rel異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「(3R,3aR)−鏡像異性体」は、カーン−インゴールド−プレログ優先順位則により決定した場合に、化学式XXIIに示されるように、C3の位置の絶対立体化学がRであり、化学式XXIIに示されるように、C3aの位置での絶対立体化学がRである、Nec−3化合物(例えば、Nec−3a化合物またはNec−3b化合物)を指す。「実質的に純粋な(3R,3aR)−鏡像異性体」は、(3R,3aR)−鏡像異性体の(3S,3aS)−鏡像異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「(3R,3aS)−鏡像異性体」は、カーン−インゴールド−プレログ優先順位則により決定した場合に、化学式XXIIに示されるように、C3の位置での絶対立体化学がRであり、化学式XXIIに示されるように、C3aの位置での絶対立体化学がSである、Nec−3化合物(例えば、Nec−3a化合物またはNec−3b化合物)を指す。「実質的に純粋な(3R,3aS)−鏡像異性体」は、(3R,3aS)−鏡像異性体の(3S,3aR)−鏡像異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「(3S,3aR)−鏡像異性体」は、カーン−インゴールド−プレログ優先順位則により決定した場合に、化学式XXIIに示されるように、C3の位置での絶対立体化学がSであり、化学式XXIIに示されるように、C3aの位置での絶対立体化学がRである、Nec−3化合物(例えば、Nec−3a化合物またはNec−3b化合物)を指す。「実質的に純粋な(3S,3aR)−鏡像異性体」は、(3S,3aR)−鏡像異性体の(3R,3aS)−鏡像異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「(3S,3aS)−鏡像異性体」は、カーン−インゴールド−プレログ優先順位則により決定した場合に、化学式XXIIに示されるように、C3の位置での絶対立体化学がSであり、化学式XXIIに示されるように、C3aの位置での絶対立体化学がSである、Nec−3化合物(例えば、Nec−3a化合物またはNec−3b化合物)を指す。「実質的に純粋な(3S,3aS)−鏡像異性体」は、(3S,3aS)−鏡像異性体の(3R,3aR)−鏡像異性体に対する比率が少なくとも10、20、30、100、200さらには400である組成物を指す。
「虚血」とは、通常、組織の低酸素症の原因となる、動脈血供給の障害または不十分な血流による低酸素状態を特徴とする循環器疾患を意味する。
「心筋梗塞」は、血液供給の障害を原因とする限局性壊死を特徴とする循環器疾患を意味する。
「脳卒中」は、通常、血栓が血管を塞ぎ脳内の血流が妨げられて起こる、脳内の血栓や出血を原因とする循環器疾患を意味する。本発明の特定の実施形態においては、「脳卒中」は虚血性脳卒中または出血性脳卒中を指す。
「外傷」は、暴力、事故、骨折などを原因とする身体的損傷を意味する。
Nec−1b化合物に特有の定義
以下の定義は、Nec−1b化合物に特有である。
「アルキル」は、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、シクロアルキル(脂環式)基、アルキル置換シクロアルキル基およびシクロアルキル置換アルキル基などの飽和脂肪族基を指す。好ましい実施形態では、直鎖状または分岐鎖状アルキルが12以下の炭素原子をその骨格に有し(例えば、C−C12の直鎖、C−C12の分岐鎖)、さらに好ましくは6以下、さらに好ましくは4以下の炭素原子を有する。同様に、好ましいシクロアルキルは3から10の炭素原子をその環構造に有し、さらに好ましくは5、6または7の炭素をその環構造に有する。C1−7のヘテロアルキルは、例えば、1から6の炭素原子と1つまたは複数のヘテロ原子を有する。これ以外原子の数や種類も同様に示すことができる。
炭素の数は特に断りがない限り、「低級アルキル」とは、本明細書で用いる場合、上記に定義されたアルキル基を意味し、骨格構造に1から10の炭素、より好ましくは1から6の炭素原子を有し、さらに好ましくは骨格構造に1から4の炭素原子を有する。同様に、「低級アルケニル」と「低級アルキニル」は類似の鎖長を有する。アルキル基は好ましくは低級アルキルである。好ましい実施形態において、アルキルとして示される置換基は、本明細書では低級アルキルである。
「ハロゲン」と「ハロ」は本明細書において同義に用いられ、−F、−Cl、−Brまたは−Iを示し;「スルフヒドリル」は−SHを意味し;「ヒドロキシル」は−OHを意味する。
「メチル」は一価のラジカル、−CHを指し;「メトキシ」は一価のラジカル、−CHOHを指す。
「アラルキル」または「アリールアルキル」は、本明細書で用いる場合、アリール基(例えば、芳香族またはヘテロ芳香族基)で置換されたアルキル基を指す。
「アルケニル」および「アルキニル」は、上述のアルキルに長さおよび可能な置換基において類似する不飽和脂肪族基を指すが、それぞれ少なくとも一つの二重および三重結合を有する。
「アリール」は、本明細書で用いる場合、例えば、0から4のヘテロ原子を含んでよい5−、6−、および7−員単環芳香族基であり、その例としては、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、ピリダジンおよびピリミジンなどが挙げられる。環構造にヘテロ原子を有するこれらのアリール基は、「アリール複素環」または「ヘテロ芳香族」とも称される。該芳香族環は一箇所以上の位置に上述の置換基を有することができる。そのような置換基としては、例えば、ハロゲン、アジド、アルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルフォニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、芳香族またはヘテロ芳香族部分、−CF、−CNなどが挙げられる。「アリール」はまた、2つ以上の環を有する多環系であって、2つ以上の炭素が2つの隣接する環に共有され(それらの環は縮合環である)、それらの環の少なくとも1つは芳香族であって、他の環は、例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、および/またはヘテロシクリルであってもよい多環系であってもよい。
オルト、メタ、およびパラは、それぞれ1,2−、1,3−、および1,4−に置換ベンゼン類を指す。例えば、1,2−ジメチルベンゼンとオルト−ジメチルベンゼンは同義である。
「ヘテロシクリル」または「複素環基」または「ヘテロアリール」は、環構造が1から4のへテロ原子を有する、3−から10−員環構造、より好ましくは3−から7−員環を指す。複素環は、多環であってもよい。ヘテロシクリル基としては、例えば、チオフェン、チアントレン、フラン、ピラン、イソベンゾフラン、クロメン、キサンテン、フェノキサチイン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、インドリジン、イソインドール、インドール、インダゾール、プリン、キノリジン、イソキノリン、キノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、カルボリン、フェナントリジン、アクリジン、ピリミジン、フェナントロリン、フェナジン、フェナルサジン、フェノチアジン、フラザン、フェノキサジン、ピロリジン、オキソラン、チオラン、オキサゾール、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ラクトン類、アゼチジノン類およびピロリジノン類などのラクタム類、スルタム類、スルトン類が挙げられる。複素環は一箇所以上の位置に上述の置換基を有することができる。そのような置換基としては、例えば、ハロゲン、アルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルフォニル、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、芳香族またはヘテロ芳香族部分、−CF、−CNなどが挙げられる。
本明細書では、例えば、アルキル、m、nなどの各表現が任意の構造の中で2回以上使われている場合、各表現の定義は、同じ構造内の別の場所のそれの定義とは独立のものである。
「置換」または「置換されている」とは、その置換が置換された原子および置換基の許容価数に従ってなされ、置換によって安定な化合物が得られ、例えば、転位、環化、脱離などの変化が自発的に生じない、ということを暗黙の条件として含んでいる。
本明細書では、「置換された」とは、有機化合物の全ての許容される置換基を含むことを意図している。広義において、許容される置換基には、有機化合物の非環式および環式、分岐状および非分岐状、炭素環式および複素環式、芳香族および非芳香族置換基が含まれる。具体的な置換基としては、例えば、上述の置換基を挙げることができる。許容される置換基は、適当な有機化合物に対して1つ以上で、同一または異なってよく、例えば、ハロゲン、アルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルフォニル、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、芳香族またはヘテロ芳香族部分、−CF、−CNなどが挙げられる。本発明の目的として、窒素などのヘテロ原子は水素置換基および/または該ヘテロ原子の価数を満足する上述の有機化合物の許容される置換基を有してもよい。本発明が有機化合物の許容される置換基によって限定されることは、何ら意図されるものではない。
本発明の化合物の特定のものは、特有の幾何または立体異性体として存在してもよい。本発明はそのような化合物も想定しており、例えば、シス−およびトランス−異性体、R−およびS−鏡像異性体、ジアステレオマー、(D)−異性体、(L)−異性体、それらのラセミ混合物および他の混合物は、本発明の範囲に含まれる。付加的な不斉炭素原子がアルキル基などの置換基に存在してもよい。全てのそのような異性体およびそれらの混合物は、本発明に含まれるものとする。特定の実施形態においては、本発明は、本明細書に概説されている構造を有する、単一立体異性体である化合物に関する。
例えば、本発明の化合物の特定の鏡像異性体が必要な場合、不斉合成により調製してもよく、あるいはキラル補助基での誘導、すなわち、得られたジアステレオマー混合物を分離し、補助基を開裂して純粋な目的の鏡像異性体を調製してもよい。あるいは、アミノなどの塩基性官能基またはカルボキシルなどの酸性官能基を有する分子では、ジアステレオマー塩を適当な光学活性酸または塩基により作成し、得られたジアステレオマーを当技術分野において周知である分別結晶法またはクロマトグラフ法により分離した後、純粋な鏡像異性体を回収する。
上述の化合物の同等物としては、例えば、置換基が化合物の有効性に悪影響を及ぼさないような1つ以上の単純な変化を有しているが、その化合物の全体的な特性(例えば、細胞壊死に対する阻害作用)は該化合物と同等である、該化合物に対応する化合物を挙げることができる。一般に、本発明の化合物は、例えば、後に述べる一般的な反応手順として説明される方法またはそれらの変法により、容易に入手可能な出発物質、試薬、および従来の合成手段を用いて、調製してもよい。これらの反応では、ここに例示されない、それ自身公知である変異体を用いることも可能である。
本発明の目的では、化学元素はHandbook of Chemistry and Physics, 67th Ed., 1986-87の内表紙の元素周期表(CAS版)にしたがって特定される。
非Nec−1b化合物に特有の定義
以下の定義は、本明細書に記載される、Nec−1b化合物以外の全ての化合物に適用され、Nec−1b化合物については上述の代表的な定義が適用される。
本発明の非Nec−1b化合物の包括的な説明では、置換基における特定の種類の原子の数は一般に範囲として、例えば、1から7の炭素原子を有するアルキル基またはC1−7アルキルのように表現される。そのような範囲の言及は、特定された範囲内における各整数に対応する数の原子を有する基を具体的に参照することを含むことを意図している。例えば、1から7の炭素原子を有するアルキル基とは、C、C、C、C、C、CおよびCのそれぞれを含んでいる。また、例えば、C1−7へテロアルキルは1から6の炭素原子と1以上のヘテロ原子を有する。これ以外の原子の数や種類も同様に示すことができる。
「アルキル」および接頭辞「アルキ−」には、本明細書で用いる場合、直鎖および分岐鎖基の両者と環状基、すなわち、シクロアルキルが含まれる。断りがない限り、アルキルはC1−7アルキルを意味する。環状基は、単環または多環であることができ、好ましくは3から6の環炭素原子を有する。環状基として、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、およびシクロへキシル基が挙げられる。C1−7アルキル基は置換されてもよく、非置換でもよい。C1−7アルキル基としては、これらに制限されないが、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、シクロプロピルメチル、シクロプロピルエチル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、シクロブチル、シクロブチルメチル、シクロブチルエチル、n−ペンチル、シクロペンチル、シクロペンチルメチル、シクロペンチルエチル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、2,2−ジメチルプロピル、1−エチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、1,2−ジメチルプロピル、1−メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチル、1,1−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、1,1,2−トリメチルプロピル、1,2,2−トリメチルプロピル、1−エチル−1−メチルプロピル、1−エチル−2−メチルプロピルおよびシクロヘキシルなどが挙げられる。
「C2−7アルケニル」は、1つまたは複数の二重結合と2から7の炭素原子を有する分岐または非分岐の炭化水素基を意味する。C2−7アルケニルは単環または多環を有してもよく、その場合の各環は3−ないし6−員であることが望ましい。C2−7アルケニル基は置換されていてもよく、非置換でもよい。C2−7アルケニルとしては、これらに制限されないが、例えば、ビニル、アリル、2−シクロプロピル−1−エテニル、1−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−メチル−1−プロペニル、2−メチル−2−プロペニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、3−メチル−1−ブテニル、3−メチル−2−ブテニル、3−メチル−3−ブテニル、2−メチル−1−ブテニル、2−メチル−2−ブテニル、2−メチル−3−ブテニル、2−エチル−2−プロペニル、1−メチル−1−ブテニル、1−メチル−2−ブテニル、1−メチル−3−ブテニル、2−メチル−2−ペンテニル、3−メチル−2−ペンテニル、4−メチル−2−ペンテニル、2−メチル−3−ペンテニル、3−メチル−3−ペンテニル、4−メチル−3−ペンテニル、2−メチル−4−ペンテニル、3−メチル−4−ペンテニル、1,2−ジメチル−1−プロペニル、1,2−ジメチル−1−ブテニル、1,3−ジメチル−1−ブテニル、1,2−ジメチル−2−ブテニル、1,1−ジメチル−2−ブテニル、2,3−ジメチル−2−ブテニル、2,3−ジメチル−3−ブテニル、1,3−ジメチル−3−ブテニル、1,1−ジメチル−3−ブテニルおよび2,2−ジメチル−3−ブテニルなどが挙げられる。
「C2−7アルキニル」は、1つまたは複数の三重結合と2から7の炭素原子を有する分岐または非分岐の炭化水素基を意味する。C2−7アルキニルは単環、二環、または三環を有してもよく、その場合の各環は5−または6−員であることが望ましい。C2−7アルキニル基は置換されていてもよく、非置換でもよい。C2−7アルキニルとしては、これらに制限されないが、例えば、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−ペンチニル、2−ペンチニル、3−ペンチニル、4−ペンチニル、5−ヘキセン−1−イニル、2−ヘキシニル、3−ヘキシニル、4−ヘキシニル、5−ヘキシニル、1−メチル−2−プロピニル、1−メチル−2−ブチニル、1−メチル−3−ブチニル、2−メチル−3−ブチニル、1,2−ジメチル−3−ブチニル、2,2−ジメチル−3−ブチニル、1−メチル−2−ペンチニル、2−メチル−3−ペンチニル、1−メチル−4−ペンチニル、2−メチル−4−ペンチニルおよび3−メチル−4−ペンチニルなどが挙げられる。
「C2−9ヘテロシクリル」または「C2−9ヘテロアリール」は、飽和、部分不飽和または不飽和(芳香族)の安定な5−ないし7−員の単環または7−ないし14−員の二環式複素環を意味し、2から9の炭素原子とN、OおよびSからなる群から独立に選ばれる1、2、3または4のヘテロ原子からなり、それには上記に定義した複素環がベンゼン環に縮合した二環基が含まれる。ヘテロシクリル基は置換されていてもよく、非置換でもよい。窒素および硫黄へテロ原子は酸化されていてもよい。複素環はヘテロ原子または炭素原子を介して共有結合して安定な構造を形成してもよい。例えば、イミダゾリニル環が環炭素の位置または窒素原子に結合してもよい。複素環の窒素原子は、四級化されてもよい。好ましくは、複素環中のSおよびO原子の合計数が1を超える場合、これらのヘテロ原子は互いに隣り合わない。複素環としては、これらに制限されないが、例えば、1H−インダゾール、2−ピロリドニル、2H,6H−1,5,2−ジチアジニル、2H−ピロリル、3H−インドリル、4−ピペリドニル、4aH−カルバゾール、4H−キノリジニル、6H−1,2,5−チアジアジニル、アクリジニル、アゾシニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフラニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾオキサゾリル、ベンズチアゾリル、ベンズトリアゾリル、ベンズテトラゾリル、ベンズイソオキサゾリル、ベンズイソチアゾリル、ベンズイミダザロニル、カルバゾリル、4aH−カルバゾリル、b−カルボリニル、クロマニル、クロメニル、シンノリニル、デカヒドロキノリニル、2H,6H−1,5,2−ジチアジニル、ジヒドロフロ[2,3−b]テトラヒドロフラン、フラニル、フラザニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、イミダゾリル、1H−インダゾリル、インドレニル、インドリニル、インドリジニル、インドリル、イソベンゾフラニル、イソクロマニル、イソインダゾリル、イソインドリニル、イソインドリル、イソキノリニル、イソチアゾリル、イソキサゾリル、モルホリニル、ナフチリジニル、オクタヒドロイソキノリニル、オキサジアゾリル、1,2,3−オキサジアゾリル、1,2,4−オキサジアゾリル、1,2,5−オキサジアゾリル、1,3,4−オキサジアゾリル、オキサゾリジニル、オキサゾリル、オキサゾリジニルペリミジニル、フェナントリジニル、フェナントロリニル、フェナルサジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フタラジニル、ピペラジニル、ピペリジニル、プテリジニル、ピペリドニル、4−ピペリドニル、プテリジニル、プリニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリドオキサゾール、ピリドイミダゾール、ピリドチアゾール、ピリジニル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリジニル、ピロリニル、ピロリル、キナゾリニル、キノリニル、4H−キノリジニル、キノキサリニル、キヌクリジニル、カルボリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロイソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、6H−1,2,5−チアジアジニル、1,2,3−チアジアゾリル、1,2,4−チアジアゾリル、1,2,5−チアジアゾリル、1,3,4−チアジアゾリル、チアントレニル、チアゾリル、チエニル、チエノチアゾリル、チエノオキサゾリル、チエノイミダゾリル、チオフェニル、トリアジニル、1,2,3−トリアゾリル、1,2,4−トリアゾリル、1,2,5−トリアゾリル、1,3,4−トリアゾリル、キサンテニルなどが挙げられる。好ましい5−ないし10−員複素環としては、これらに制限されないが、例えば、ピリジニル、ピリミジニル、トリアジニル、フラニル、チエニル、チアゾリル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、テトラゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフラニル、インドリル、ベンズイミダゾリル、1H−インダゾリル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、ベンゾトリアゾリル、ベンズイソオキサゾリル、オキシンドリル、ベンズオキサゾリニル、キノリニル、イソキノリニルなどが挙げられる。好ましい5−または6−員複素環としては、これらに制限されないが、例えば、ピリジニル、ピリミジニル、トリアジニル、フラニル、チエニル、チアゾリル、ピロリル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、テトラゾリルなどが挙げられる。
「C6−12アリール」は、共役π電子を有している炭素原子を含む環系(例えば、フェニル)を有する芳香族基を意味する。該アリール基は6から12の炭素原子を有する。アリール基は、単環、二環または三環を有してもよく、それらの各環は5−または6−員であることが望ましい。アリール基は置換されていてもよく、非置換でもよい。
「C7−14アルカリール」は、7から14の炭素原子を有するアリール基により置換されているアルキル(例えば、ベンジル、フェネチル、あるいは3,4−ジクロロフェネチルなど)を意味する。
「C3−10アルキヘテロシクリル」は、1つまたは複数のヘテロ原子と7から14の炭素原子を有する複素環により置換されているアルキルを指す(例えば、3−フラニルメチル、2−フラニルメチル、3−テトラヒドロフラニルメチル、2−テトラヒドロフラニルメチルなど)。
「C1−7へテロアルキル」は、1から7の炭素原子とN、O、SおよびPからなる群から独立に選ばれる1、2、3または4のヘテロ原子を有する分岐または非分岐のアルキル、アルケニル、アルキニル基を意味する。ヘテロアルキルとしては、これらに制限されないが、例えば、第三級アミン類、第二級アミン類、エーテル類、チオエーテル類、アミド類、チオアミド類、カルバメート類、チオカルバメート類、ヒドラゾン類、イミン類、ホスホジエステル類、ホスホロアミデート類、スルホンアミド類、ジスルフィド類などが挙げられる。ヘテロアルキルは、単環、二環または三環を有してもよく、それらの各環は3−ないし6−員であることが望ましい。ヘテロアルキル基は置換されていてもよく、非置換でもよい。
「アシル」は、化学式R−C(O)−で示される化学部分を意味し、ここで、RはC1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−6ヘテロシクリル、C6−12アリール、C7−14アルカリール、C3−10アルキヘテロシクリルおよびC1−7ヘテロアルキルから選択される。
上記定義において、置換基としては、例えば、アルコキシ、アリールオキシ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、ハライド、ヒドロキシル、フルオロアルキル、パーフルオロアルキル、ヒドロキシアルキル、アルキルスルフィニル、アルキルスルホニル、アジド、ニトロ、オキソ、ヒドロキシアルキルのアシル誘導体、−CO、−C(O)NR、−SO、−SONRおよび‐NRが挙げられ、ここでR,R、R、R、R、R、RおよびRはそれぞれ独立にH、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−6ヘテロシクリル、C6−12アリール、C7−14アルカリール、C3−10アルキヘテロシクリル、C1−7ヘテロアルキルおよびアシルから選択される。
「ハライド」は、臭素、塩素、ヨウ素またはフッ素を意味する。
「フルオロアルキル」は、フッ素により置換されているアルキル基を意味する。
「パーフルオロアルキル」は、炭素およびフッ素原子のみからなるアルキル基を意味する。
「ヒドロキシアルキル」は、化学式−(R)−OHで示される化学部分を意味し、ここで、RはC1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−6ヘテロシクリル、C6−12アリール、C7−14アルカリール、C3−10アルキヘテロシクリルおよびC1−7ヘテロアルキルから選択される。
「アルコキシ」は、化学式−ORで示される化学置換基を意味し、ここで、RはC1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−6ヘテロシクリル、C6−12アリール、C7−14アルカリール、C3−10アルキヘテロシクリルおよびC1−7ヘテロアルキルから選択される。
「アリールオキシ」は、化学式−ORで示される化学置換基を意味し、ここで、RはC6−12アリール基である。
「アルキルチオ」は、化学式−SRで示される化学置換基を意味し、ここで、RはC1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−6ヘテロシクリル、C6−12アリール、C7−14アルカリール、C3−10アルキヘテロシクリルおよびC1−7ヘテロアルキルから選択される。
「アリールチオ」は、化学式−SRで示される化学置換基を意味し、ここで、RはC6−12アリール基である。
「糖」は、単糖や二糖あるいは多糖の一部としてのアルドースまたはケトースを意味する。糖類には、グリコース(glycose)、グリコサミン(glycosamine)、アルドヘキソース類、ケトヘキソース類、アルドペントース、ケトペントース、二糖類、3から20の糖単位の多糖類、およびそれらのデオキシ、ハライド(例えば、フッ素化)、アミン、アルカノエート、スルホネートおよび/またはホスフェート誘導体が含まれる。適当な単糖類としては、これらに制限されないが、7つの炭素(ヘプトース単糖)の他に、代表的には5または6(ペントース単糖またはヘキソース単糖)並びに7の炭素を有する(ヘプトース単糖)いくつかの単純な開鎖または閉鎖糖類(LまたはD配置)が挙げられる。また、環酸素原子が炭素、窒素または硫黄に置き換えられた糖誘導体、単純な糖のヒドロキシル置換基がアミノ基に置き換えられたアミノ糖類、2つの隣接する炭素原子間に二重結合を有する糖類も含まれる。本発明の化合物または方法に使用可能な糖類としては、これらに制限されないが、例えば、ラムノース、グルコース、ジギトキソース、ジギタロース、ジギノース、サーメントース、バラロース、フルクトース、グルコサミン、5−チオ−D−グルコース、ノジリマイシン(nojirimycin)、デオキシノジリマイシン、1,5−アンヒドロ−D−ソルビトール、2,5−アンヒドロ−D−マンニトール、2−デオキシ−D−ガラクトース、2−デオキシ−D−グルコース、3−デオキシ−D−グルコース、アロース、アラビノース、アラビニトール、フシトール、フコース、ガラクチトール、グルシトール、イジトール、リキソース、マンニトール、レボ−ラムニトール、2−デオキシ−D−リボース、リボース、リビトール、リブロース、ラムノース、キシロース、キシルロース、アロース、アルトロース、ガラクトース、グロース、イドース、レブロース、マンノース、プシコース(psicose)、ソルボース、タガトース、タロース、ガラクタール、グルカール、フカール、ラムナール、アラビナール、キシラール、バリエナミン、バリダミン、バリオールアミン、バリオール、バリオロン、バリエノール、バリエノン、グルクロン酸、ガラクツロン酸、N−アセチルノイラミン酸、グルコン酸−D−ラクトン、ガラクトン酸−γ−ラクトン、ガラクトン酸−δ−ラクトン、マンノン酸−γ−ラクトン、D−アルトロ−ヘプチュロース、D−マンノ−ヘプチュロース、D−グリセロ−D−マンノ−ヘプトース、D−グリセロ−D−グルコ−ヘプトース、D−アロ−ヘプチュロース、D−アルトロ−3−ヘプチュロース、D−グリセロ−D−マンノ−ヘプチトール、D−グリセロ−D−アルトロ−ヘプチトールなどを挙げられる。望ましくは、本発明の化合物に使用される糖は、次の化学式により表される:
Figure 2009521454
式中、R40はF、Cl、CF、OH、NH、NHR40A、NR40B40C、NHC(O)R40D、NHC(S)R40E、NHC(O)OR40F、NHC(S)OR40G、NHC(O)NHR40H、NHC(S)NHR40I、NHC(O)SR40J、NHC(S)SR40K、またはNHS(O)40Lであり、ここで、R40A、R40B、R40C、R40D、R40E、R40F、R40G、R40H、R40I、R40J、R40K、およびR40Lはそれぞれ独立にC1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−6ヘテロシクリル、C6−12アリール、C7−14アルカリール、C3−10アルキヘテロシクリルまたはC1−7ヘテロアルキルを表す。
本発明のその他の特徴および利点は下記の詳細な説明と特許請求の範囲から明らかである。
発明の詳しい説明
本明細書には、化合物、医薬組成物、キット、スクリーニングアッセイ、および一定の範囲の状態を治療する方法が記載されている。本願は、細胞または組織の壊死が原因因子または結果である状態に焦点が絞られているが、本発明の方法を使用して、表1に記載する任意の状態を処置することができる。次に、本発明を作製し、使用する技法を詳述する。
化合物
上記に定義するNec−1化合物、Nec−2化合物、およびNec−3化合物は、本発明の組成物、キット、および方法に有用である。本発明の化合物は、当技術分野で知られている方法に従って合成することができる。例示的なNec−1、Nec−2、およびNec−3化合物の合成方法は、例えば米国特許出願公開第2005/0119260号;米国特許第6,756,394号;Tengら、Bioorg. Med. Chem. Lett. 15:5039-5044, 2005;およびDegterevら、Nat. Chem. Bio. 1:112-119, 2005(これらはそれぞれ、参照により本明細書に組み込まれる);ならびに下記の実施例に記載されている。
上記の定義の1つに適合するNec化合物はそれぞれ、本明細書に明確かつ個別に記載されていると考えられる。
本発明の化合物または医薬組成物のいずれかを1組の指示書と共に使用して、すなわちキットを形成することができる。
壊死を低減する化学物質の構造誘導体
壊死を低減することが特定された低分子を構造的に改変し、続いて使用して、壊死を低減し、または壊死が起こる状態の対象者を処置することができる。例えば、低分子を次のプロセスのいずれかによって改変することができる。脂肪族二重結合の還元;脂肪族ケトンの還元;ニトロ基のプロトン、ハライド、またはサルフェートによる置換;フラボン環のC=O二重結合の還元;フラボン環に結合している酸素の脱離;メトキシ基のヒドロキシル基による置換;ヒドロキシルおよびアミノ基のベンジル環への結合;C=N二重結合の還元;フルオライド、またはヒドロキシルもしくは他のハライド基によるその置換体の脱離;水素のアルキル基による置換;ヒドロキシル、メトキシル、アミノ、およびニトロ基のベンジル環への導入;インドールの2位における二重結合の還元;インドールとヒダントイン部分間のリンカーへの二重結合の導入;チオ尿素部分の還元またはアルキル化;インドールアミノ基の還元、アルキル化、またはアシル化;様々な長さの直鎖および分岐アルキル基、およびヒドロキシル、メチル、またはカルボキシル官能基によるヒダントインの3−メチル基の置換;ならびにヒダントインのケトン部分の還元。
壊死を低減する化学物質を、上記のプロセスの1つまたは上記のプロセスの様々な組合せによって改変することができる。壊死を低減する低分子の構造誘導体を生成するために使用される方法は、有機および医薬品化学の分野の技術者によく知られている。
治療
本発明に従う治療は単独で、または別の治療と一緒に行うことができ、自宅、医院、クリニック、病院の外来部門、または病院で提供することができる。単独で、または組み合わせて存在する表1に記載する状態はいずれも、本発明の化合物および方法を使用して処置することができる。治療は、一般に病院で始まり、したがって医師は治療の効果を綿密に観察し、必要とされる調整を行うことができる。治療期間は、患者の年齢および状態、ならびに患者の治療への反応性に依存する。さらに、表1に記載する状態を発症するリスクがより高い者は、予防的処置を受けて、疾患の症状を抑制または遅延させることができる。
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表1に記載する状態の例示的サブセットを、表2、3、および4に示す。
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本明細書に記載するNec化合物のいずれかを使用して、上記の表に記載する状態のいずれかを処置することができるが、表1の状態をNec−1e化合物、Nec−2b化合物、またはNec−3b化合物で処置し、表2の状態をNec化合物のいずれかで処置し、表3の状態をNec−1c化合物で処置し、表4の状態をNec−1d化合物で処置することが望ましい。
いくつかの態様では、本発明の化合物および方法を使用して、次のいずれかを処置することができる:中枢または末梢神経系の神経変性疾患、網膜神経細胞死の結果、心筋の細胞死の結果、免疫系細胞の細胞死の結果;脳卒中、肝疾患、膵疾患、腎不全に関連する細胞死の結果;心臓、腸間膜、網膜、肝、もしくは脳虚血傷害、器官貯蔵時の虚血傷害、頭部外傷、敗血症性ショック、冠動脈心疾患、心筋症、無血管性骨壊死、鎌状赤血球症、筋肉るいそう、胃腸疾患、結核、糖尿病、血管変性、筋ジストロフィー、移植片対宿主病、ウイルス感染症、クローン病、潰瘍性大腸炎、喘息、および細胞増殖、分化、または細胞内シグナルにおける変化が原因因子である任意の状態。
神経変性状態は、例えばアルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、HIV関連認知症、脳虚血、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、レビー小体病、メンケス病、ウィルソン病、クロイツフェルト−ヤコブ病、およびファール病である。
筋ジストロフィーまたは関連疾患は、例えばベッカー型筋ジストロフィー、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、筋緊張性ジストロフィー、肢帯型筋ジストロフィー、ランドゥジー−デジェリン筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー(スタイナート病)、先天性筋緊張症、トムゼン病、およびポンペ病である。
筋肉るいそうは、癌、エイズ、うっ血性心不全、および慢性閉塞性肺疾患と関連し、かつ集中治療の壊死性ミオパチーを含む可能性がある。
細胞増殖、分化、または細胞内シグナルの変化が原因因子である状態として、癌、および例えばウイルス(例えば、急性、潜在性、および持続性)、細菌、真菌、または他の微生物による感染が挙げられる。
ウイルスは、例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、サイトメガロウイルス(CMV)、ヒトヘルペスウイルス(HHV)、単純ヘルペスウイルス(HSV)、ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV)、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)、麻疹ウイルス、パポーバウイルス(JCおよびBK)、肝炎ウイルス、アデノウィルス、パルボウイルス、およびヒトパピローマウイルスである。
さらに、治療対象の患者が免疫低下状態を有するか否かにかかわらず、本発明の化合物および方法を使用して、免疫系を増強することができる。例えば、Nec化合物は、免疫化時に、例えばアジュバントとして機能する、またはアジュバントと組み合わせることによって免疫系を強化する方法で使用することができる。
医薬組成物および製剤の投与
本発明のNec−1化合物、Nec−2化合物、またはNec−3化合物を利用して、医薬組成物および製剤を調製することができる。当業者に周知の方式、例えば通常の溶解、凍結乾燥、混合、顆粒化、または糖剤化プロセスによって、本発明の医薬組成物を調製する。当技術分野で周知の製剤を作製する方法は、例えばRemington:The Science and Practice of Pharmacy, 20th ed., ed. A. R. Gennaro, 2000, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia、およびEncyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick and J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New Yorkに出ている。
本明細書に記載する方法のいずれかを使用して、表1の状態のいずれかを治療することができると特定された化合物を、薬剤として許容できる希釈剤、担体、または賦形剤と共に単位投与剤形として、患者または動物に投与することができる。このような治療で使用するための化学物質を、医薬品化学分野の技術者に周知の任意の標準的技法で生成し、単離することができる。本発明の方法の治療に適した化合物は、例えばNec−1化合物、Nec−2化合物、およびNec−3化合物である。通常の製薬慣行を用いて、壊死が起こる疾患患者に特定された化合物を投与するために適切な製剤または組成物を提供することができる。投与は、患者が症状を示す前に開始することができる。
任意の適切な投与経路を使用することができる。例えば、治療剤を、予測された細胞死事象の部位に直接に(例えば、注射によって)、または全身に(例えば、任意の通常投与技法によって)投与することができる。化合物の投与は、非経口、静脈内、動脈内、皮下、筋肉内、頭蓋内、眼窩内、経眼、脳室内、関節内、脊髄内、嚢内、腹腔内、鼻腔内、エアゾール、坐薬、または経口投与とすることもできる。治療製剤は、溶液剤または懸濁剤の形とすることができ、経口投与の場合、製剤を錠剤またはカプセル剤の形とすることができ、鼻腔内製剤の場合、散剤、点鼻薬、またはエアゾールの形とすることができる。薬剤として許容できる製剤中の治療化合物の投与量は、個々の患者の体格および健康を含めて、いくつかの要因に依存する。送達する投与量は、当業者によって確定することができる。
非経口投与製剤は、例えば賦形剤、滅菌水、もしくは生理食塩水、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール、植物由来油、または水素添加ナフタレンを含有することができる。生体適合性生分解性ラクチドポリマー、ラクチド/グリコリドコポリマー、またはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーを使用して、化合物の放出を調節することができる。壊死を低減する化合物のための潜在的に有用な他の非経口送達システムとしては、エチレン−ビニルアセテートコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、植込み型注入システム、およびリポソームが挙げられる。吸入製剤は、賦形剤、例えばラクトースを含有することができ、あるいは例えばポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グリココレート、およびデオキシコレートを含有する水溶液とすることができ、あるいは点鼻薬の形またはゲルとしての投与向けの油性溶液剤とすることができる。
本明細書に記載するように、本発明の化合物、組成物、および方法を使用して、いくつかの疾患を治療することができる。例えば、本明細書に記載する方法によって、壊死経路を介して生じる細胞死の低減が可能になる。本発明は、壊死が起こる疾患を治療する化合物および方法も提供する。これらの化合物および方法を使用して、神経変性疾患、脳卒中、肝疾患、膵疾患、虚血心もしくは脳傷害または他の虚血傷害、頭部外傷、敗血症性ショック、冠動脈心疾患、胃腸疾患、結核、血管の変化、HIVなどのウイルス感染症、あるいはエイズなどのウイルス感染症を伴う状態などの状態を治療することができる。
本発明の任意の医薬組成物の使用としては例えば、動物の中枢もしくは末梢神経系、網膜神経、心筋、または免疫系細胞において細胞死を治療または軽減すること;動物において多発性嚢胞腎、腎アミロイドーシス、急性腎不全、シクロスポリンA誘導性マウス尿細管上皮細胞死、HIV誘導性腎症、または貧血/赤血球造血を治療または予防すること;哺乳類の器官または組織を正常な血液供給の低下による細胞死から保護すること;宿主免疫細胞の効果による、宿主に移植された後のドナー器官または組織における細胞死を低減または予防すること;体外受精手順で使用される哺乳類の精子または卵子の死を低減または予防すること;哺乳類の細胞系の寿命を延長すること;哺乳類において脱毛または毛髪の早期白髪化を治療または軽減すること;高レベルの放射線、熱、または化学薬品への曝露による哺乳類の皮膚損傷を治療または軽減すること;動物において敗血症を治療または軽減すること;動物において肝炎を治療または軽減すること;動物において遺伝性チロシン血症1型を治療または軽減すること;動物において慢性アルコール摂取誘導性頬粘膜細胞死を治療または軽減すること;動物において放射線または紫外線照射誘導性細胞死を治療または軽減すること;熱傷後の器官細胞死を治療または軽減すること;腸管虚血−再灌流後の小腸組織傷害を治療または軽減すること;および動物において癌の化学療法または放射線療法によって生ずる口腔粘膜炎、胃腸粘膜炎、膀胱粘膜炎、直腸炎、骨髄細胞死、皮膚細胞死、または脱毛を治療、軽減、または予防することを含む。
望むなら、上記の方法に従って特定された化合物を用いた治療を、アルツハイマー病の治療のための塩酸タクリン、または多発性硬化症の治療のためのインターフェロンα−1aなど、細胞死を特徴とする疾患のより伝統的な治療剤と組み合わせることができる。
投与量
選択された投与経路にかかわらず、適切な水和物の形で使用することができる本発明の化合物、および/または本発明の医薬組成物を、当業者に周知の通常の方法で薬剤として許容できる剤形に製剤する。
本発明の医薬組成物中の活性成分の実際の用量レベルは、患者への毒性がなく、特定の患者、組成物、および投与モードに所望の治療効果を実現するのに有効な一定量の活性成分が得られるように変更することができる。
用量レベルの選択は、使用する本発明の特定の化合物、またはそのエステル、塩、もしくはアミドの活性、投与経路、投与時間、使用する特定の化合物の排泄または代謝速度、治療期間、使用する特定の化合物と組み合わせて使用する他の薬物、化合物、および/または材料、治療対象の患者の年齢、性別、体重、状態、全身的健康状態、および前病歴、ならびに医療技術分野で周知の同様な要因を含めて、様々な要因に依存する。1日、1週間、または1か月の投与量(または他の時間間隔)を使用することができる。
当技術分野の医師または獣医は、必要とされる医薬組成物の有効量を容易に確定し、処方することができる。例えば、医師または獣医は、医薬組成物中で使用される本発明の化合物の用量を、所望の治療効果を実現するために必要とされるレベルより低いレベルで開始し、次いで所望の効果が実現されるまで投与量を徐々に増加させることができる。
一般に、本発明の化合物の適切な1日用量は、治療効果をもたらすのに有効な最低用量である量の化合物である。このような有効用量は、一般に上記の要因に依存する。一般に、患者に対する本発明の化合物の用量は、記載された効果のために使用する場合、約0.0001mg〜約100mg/体重(kg)/日である。1日の投与量は、好ましくは化合物0.001mg〜50mg/体重(kg)、さらにより好ましくは化合物0.01mg〜10mg/体重(kg)である。
併用療法
望むなら、Nec化合物を用いた治療は、表1の状態のいずれか、例えば壊死または虚血が関与する状態の治療のための治療剤と組み合わせることができる。このような治療としては、外科手術、放射線療法、化学療法、または1つもしくは複数の追加の化合物の投与が挙げられる。Nec化合物との併用療法に適した化合物の例を下記に示す。
本発明の化合物を、アポトーシス阻害剤である化合物、すなわち、限定されるものではないが、可逆的および非可逆的カスパーゼ阻害剤のようなアポトーシスを阻害する化合物と組み合わせて投与することができる。アポトーシス阻害剤としては、例えばzVAD(N−ベンジルオキシカルボニル−Val−Ala−Asp−(OMe)フルオロメチルケトン)、IETD(N−アセチル−Ile−Glu−Thr−Asp−al)、YVAD(N−ベンジルオキシカルボニル−Tyr−Val−Ala−Asp−OMe)フルオロメチルケトン)、DEVD(N−[2−(6−ヒドロキシ−3−オキソ−3H−キサンテン−9−イル)ベンゾイル]−L−α−アスパルチル−L−α−グルタミル−N−[(1S)−1−(カルボキシメチル)−3−フルオロ−2−オキソプロピル]−L−バリンアミド)、およびLEHD(N−アセチル−Leu−Glu−His−Asp−al)が挙げられる。
場合によっては、本発明の化合物を、PARPポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ阻害剤と組み合わせて投与する。PARP阻害剤は限定されるものではないが、例えば6(5H)−フェナントリジノン、4−アミノ−1,8−ナフタルイミド、1,5−イソキノリンジオール、および3−アミノベンズアミドが挙げられる。
本発明の化合物をSrc阻害剤と組み合わせて投与することもできる。Srcタンパク質は、シグナル伝達において広範な役割を果たす哺乳類の細胞質チロシンキナーゼである。Src阻害剤としては、PP1(1−(1,1−ジメチルエチル)−1−(4−メチルフェニル)−1H−ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4−アミン)、PP2(3−(4−クロロフェニル)−1−(1,1−ジメチルエチル)−1H−ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン−4−アミン)、ダムナカンタール(3−ヒドロキシ−1−メトキシ−2−アントラ−キノンカルボアルデヒド)、およびSU−5565が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の方法は、いくつかの側面では、細胞壊死の阻害剤である化合物(例えば、ヘテロ環式チオヒダントイン、ヒダントイン、オキサゾリジノン、チオキソ−オキサゾリジノン、ピリミジン、もしくはオキサジナノン化合物、またはその組合せ)と心血管障害の治療剤との組合せを含む。このような治療剤としては、抗炎症剤、抗血栓剤、抗血小板剤、線維素溶解剤、脂質還元剤、直接トロンビン阻害剤、糖タンパク質IIb/IIIa受容体阻害剤、細胞接着分子に結合し、白血球のこのような分子と結合する能力を阻害する作用剤(例えば抗細胞接着分子抗体)、カルシウムチャネル阻害薬、β−アドレナリン受容体遮断剤、シクロオキシゲナーゼ−2阻害剤、アンジオテンシン系阻害剤、およびその任意の組合せが挙げられる。1つの好ましい治療剤はアスピリンである。
抗炎症剤としては、アルクロフェナク;ジプロピオン酸アルクロメタゾン;アルゲストンアセトニド;αアミラーゼ;アムシナファル;アムシナフィド;アンフェナクナトリウム;アミプリロース塩酸塩;アナキンラ;アニロラク;アニトラザフェン;アパゾン;バルサラジド二ナトリウム;ベンダザック;ベノキサプロフェン;ベンジルアミン塩酸塩;ブロメライン;ブロペラモール;ブデソニド;カルプロフェン;シクロプロフェン;シンタゾン;クリプロフェン;プロピオン酸クロベタゾール;酪酸クロベタゾン;クロピラック;プロピオン酸クロチカゾン;酢酸コルメタゾン;コルトドキソン;デフラザコート;デソニド;デスオキシメタゾン;ジプロピオン酸デキサメタゾン;ジクロフェナクカリウム;ジクロフェナクナトリウム;二酢酸ジフロラゾン;ジフルミドンナトリウム;ジフルニサル;ジフルプレドナート;ジフタロン;ジメチルスルホキシド;ドロシノニド;エンドリソン;エンリモマブ;エノリカムナトリウム;エピリゾール;エトドラク;エトフェナメート;フェルビナク;フェナモール;フェンブフェン;フェンクロフェナク;フェンクロラク;フェンドサール;フェンピパロン;フェンチアザク;フラザロン;フルアザコート;フルフェナム酸;フルミゾール;酢酸フルニソリド;フルニキシン;フルニキシンメグルミン;フルオコルチンブチル;酢酸フルオロメトロン;フルクアゾン;フルルビプロフェン;フルレトフェン;プロピオン酸フルチカゾン;フラプロフェン;フロブフェン;ハルシノニド;プロピオン酸ハロベタゾール;酢酸ハロプレドン;イブフェナク;イブプロフェン;イブプロフェンアルミニウム;イブプロフェンピコノール;イロニダップ;インドメタシン;インドメタシンナトリウム;インドプロフェン;インドキソール;イントラゾール;酢酸イソフルプレドン;イソキセパク;イソキシカム;ケトプロフェン;ロフェミゾール塩酸塩;ロモキシカム;エタボン酸ロテプレドノール;メクロフェナム酸ナトリウム;メクロフェナム酸;二酪酸メクロリソン;メフェナム酸;メサラミン;メセクラゾン;スレプタン酸メチルプレドニソロン;モルニフルメート;ナブメトン;ナプロキセン;ナプロキセンナトリウム;ナプロキソール;ニマゾン;オルサラジンナトリウム;オルゴテイン;オルパノキシン;オキサプロジン;オキシフェンブタゾン;パラニリン塩酸塩;多硫酸ペントサンナトリウム;フェンブタゾンナトリウムグリセラート;ピルフェニドン;ピロキシカム;ケイ皮酸ピロキシカム;ピロキシカムオラミン;ピルプロフェン;プレドナザート;プリフェロン;プロドール酸;プロカゾン;プロキサゾール;クエン酸プロキサゾール;リメキソロン;ロマザリット;サルコレクス;サルナセジン;サルサラート;サリシレート;サンギナリンクロライド;セクラゾン;セルメタシン;スドキシカム;スリンダク;スプロフェン;タルメタシン;タルニフルマート;タロサラート;テブフェロン;テニダップ;テニダップナトリウム;テノキシカム;テシカム;テシミド;テトリダミン;チオピナック;ピバル酸チキソコルトール;トルメチン;トルメチンナトリウム;トリクロニド;トリフルミダート;ジドメタシン;グルココルチコイド;およびゾメピラックナトリウムが挙げられる。
抗血栓および線維素溶解剤としては、プラスミノーゲン(プレカリクレイン、キニノーゲン、第XII因子、第XIIIa因子、プラスミノーゲンプロアクチベーター、および組織プラスミノーゲンアクチベーター(TPA)の相互作用を介してプラスミンとなる)ストレプトキナーゼ;ウロキナーゼ:アニソイル化プラスミノーゲン−ストレプトキナーゼアクチベーター複合体;プロウロキナーゼ(pro−UK);rTPA(アルテプラーゼまたはアクチベース);rPro−UK;アボキナーゼ;エミナーゼ;スレプターゼアナグレリド塩酸塩;ビバリルジン;ダルテパリンナトリウム;ダナパロイドナトリウム;ダゾキシベン塩酸塩;硫酸エフェガトラン;エノキサパリンナトリウム;イフェトロバン;イフェトロバンナトリウム;チンザパリンナトリウム;レタプラーゼ;トリフェナグレル;ワルファリン;およびデキストランが挙げられる。
抗血小板剤としては、クロピドグレル;スルフィンピラゾン;アスピリン;ジピリダモール;クロフィブラート;ピリジノールカルバメート;PGE;グルカゴン;抗セロトニン薬;カフェイン;テオフィリン;ペントキシフィリン;チクロピジン;およびアナグレリドが挙げられる。
脂質還元剤としては、ゲンフィブロジル、コレスチラミン、コレスチポール、ニコチン酸、プロブコール、ロバスタチン、フルバスタチン、シンバスタチン、アトルバスタチン、プラバスタチン、およびセリバスタチンが挙げられる。
直接トロンビン阻害剤としては、ヒルジン、ヒルゲン、ヒルログ、アルガトロバン、PPACK、およびトロンビンアプタマーが挙げられる。
糖タンパク質IIb/IIIa受容体阻害剤は抗体と非抗体とを含み、これらとしては、ReoPro(アブシキシマブ)、ラミフィバン、およびチロフィバンが挙げられるが、これらに限定されない。
カルシウムチャネル阻害薬は、高血圧、狭心症、および心不整脈など、複数の心血管障害を含む様々な疾患の調節において重要な治療価値を有する化学的に多様なクラスの化合物である(Fleckenstein, Cir. Res. 52:13-16 (1983); Fleckenstein, Experimental Facts and Therapeutic Prospects, John Wiley, New York (1983); McCaIl5 D., Curr. Pract. Cardiol. 10:1-11 (1985))。カルシウムチャネル阻害薬は、細胞のカルシウムチャネルを制御することによって、カルシウムの細胞への進入を阻止または遅延させる異質な一群の薬物である。(Remington, The Science and Practice of Pharmacy, Nineteenth Edition, Mack Publishing Company, Eaton, Pa., p. 963 (1995))。現在利用可能で、本発明に従って有用なカルシウムチャネル阻害薬の大部分は、主要な化学的な3群の薬物、つまりニフェジピンなどのジヒドロピリジン、ベラパミルなどのフェニルアルキルアミン、およびジルチアゼムなどのベンゾチアゼピンのうちのいずれか1群に属する。本発明によれば有用な他のカルシウムチャネル阻害薬としては、アムリノン、アムロジピン、ベンシクラン、フェロジピン、フェンジリン、フルナリジン、イスラジピン、ニカルジピン、ニモジピン、ペルへキシレン、ガロパミル、チアパミルおよびチアパミル類似体(1993RO−11−2933など)、フェニル、バルビツレート、ならびにペプチドであるダイノルフィン、ωコノトキシン、およびωアガトキシン、ならびにそれらの薬剤として許容できる塩が挙げられるが、これらに限定されない。
βアドレナリン受容体遮断剤は、狭心症、高血圧、および心不整脈においてカテコールアミンの心血管への効果に拮抗するクラスの薬物である。βアドレナリン受容体遮断剤としては、アテノロール、アセブトロール、アルプレノロール、ベフノロール、ベタキソロール、ブニトロロール、カルテオロール、セリプロロール、ヘドロキサロール、インデノロール、ラベタロール、レボブノロール、メピンドロール、メチプラノール、メチンドール、メトプロロール、メトリゾラノロール、オクスプレノロール、ピンドロール、プロプラノロール、プラクトロール、プラクトロール、ソタロールナドロール、チプレノール、トマロロール、チモロール、ブプラノロール、ペンブトロール、トリメプラノール、2−(3−(1,1−ジメチルエチル)−アミノ−2−ヒドロキシプロポキシ)−3−ピリデンカルボニトリルHCl、1−ブチルアミノ−3−(2,5−ジクロロフェノキシ−)−2−プロパノール、1−イソプロピルアミノ−3−(4−(2−シクロプロピルメトキシエチル)フェノキシ)−2−プロパノール、3−イソプロピルアミノ−1−(7−メチルインダン−4−イルオキシ)−2−ブタノール、2−(3−t−ブチルアミノ−2−ヒドロキシ−プロピルチオ)−4−(5−カルバモイル−2−チエニル)チアゾール、7−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチルアミノプロポキシ)フタリドが挙げられるが、これらに限定されない。これらの化合物は、異性体混合物として、または左旋形もしくは右旋形で使用することができる。
シクロオキシゲナーゼ−2(COX−2)は、アラキドン酸から様々なプロスタグランジンおよびトロンボキサンを生成する、大部分の組織中に存在する酵素複合体である。いくつかの選択的COX−2阻害剤が当技術分野で周知である。これらとしては、米国特許第5,474,995号、第5,521,213号、第5,536,752号、第5,550,142号、第5,552,422号、第5,604,253号、第5,604,260号、第5,639,780号、第5,677,318号、第5,691,374号、第5,698,584号、第5,710,140号、第5,733,909号、第5,789,413号、第5,817,700号、第5,849,943号、第5,861,419号、第5,922,742号、第5,925,631号、および第5,643,933号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。上記の特定COX−2阻害剤のいくつかは、選択的COX−2阻害剤のプロドラッグであり、それらの作用を活性で選択的なCOX−2阻害剤へのインビボ変換によって及ぼす。上記の特定COX−2阻害剤プロドラッグから生成される活性で選択的なCOX−2阻害剤は、国際公開第95/00501号、第95/18799号、および米国特許第5,474,995号に詳細に記載されている。米国特許第5,543,297号の教示を考慮して、当業者なら、作用剤が選択的COX−2阻害剤であるかそれともCOX−2阻害剤の前駆体であるかを確定することができる。
アンジオテンシン系阻害剤は、アンジオテンシンIIの機能、合成、または異化に干渉することができる。これらの作用剤としては、アンギオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤、アンジオテンシンIIアンタゴニスト、アンジオテンシンII受容体アンタゴニスト、アンジオテンシンIIの異化を活性化する作用剤、および最終的にアンジオテンシンIIが誘導されるアンジオテンシンIの合成を防止する作用剤が挙げられるが、これらに限定されない。レニン−アンジオテンシン系は、血行動態、ならびに水および電解質バランスの制御に関与する。血液量、腎灌流圧、または血漿中Na濃度を低下させる要因は、系を活性化させる傾向があり、これらのパラメータを上昇させる要因はその機能を抑制する傾向がある。
アンジオテンシンIおよびアンジオテンシンIIは、酵素レニン−アンジオテンシン経路によって合成される。合成プロセスは、酵素であるレニンが血漿中においてアンジオテンシノーゲン、プソイドグロブリンに作用して、デカペプチドであるアンジオテンシンIが生成されると開始する。アンジオテンシンIは、アンギオテンシン変換酵素(ACE)によって、アンジオテンシンII(アンジオテンシン−[1−8]オクタペプチド)に変換される。後者は、様々な哺乳類の種、例えばヒトにおいていくつかの形の高血圧の病原因子として関係付けられている活性な昇圧剤物質である。
アンジオテンシン(レニン−アンジオテンシン)系阻害剤は、アンジオテンシンIIのアンジオテンシノーゲンもしくはアンジオテンシンIからの生成し、またはアンジオテンシンIIの活性に干渉するように機能する化合物である。このような阻害剤は当業者に周知であり、これらとしては、レニンおよびACEを含めて、最終的にアンジオテンシンIIを生成することに関与する酵素を抑制するように機能する化合物が挙げられる。これらには、一旦生成されたアンジオテンシンIIの活性に干渉する化合物も含まれる。このような化合物クラスとしては例えば、抗体(例えば、レニンに対する抗体)、アミノ酸およびその類似体(より大きい分子に抱合されているものを含む)、ペプチド(アンジオテンシンおよびアンジオテンシンIのペプチド類似体を含む)、pro−レニン関連類似体などが挙げられる。最も強力で有用なレニン−アンジオテンシン系阻害剤の中には、レニン阻害剤、ACE阻害剤、およびアンジオテンシンIIアンタゴニストがある。本発明の好ましい一態様では、レニン−アンジオテンシン系阻害剤はレニン阻害剤、ACE阻害剤、およびアンジオテンシンIIアンタゴニストである。
アンジオテンシンIIアンタゴニストは、アンジオテンシンII受容体に結合し、その活性に干渉することによって、アンジオテンシンIIの活性に干渉する化合物である。アンジオテンシンIIアンタゴニストは周知であり、これらとしては、ペプチド化合物および非ペプチド化合物が挙げられる。大部分のアンジオテンシンIIアンタゴニストは、わずかに改変された同族体である。これらの同族体では、8位のフェニルアラニンが他のアミノ酸で置換されていることによって、アゴニスト活性が減弱され、インビボ変性を遅延する他の置換によって、安定性を向上させることができる。アンジオテンシンIIアンタゴニストとしては例えば、ペプチド化合物(例えば、サララシン、[(San)(Val)(Ala)]アンジオテンシン−(1−8)オクタペプチドおよび関連類似体);N−置換イミダゾール−2−オン(米国特許第5,087,634号);2−N−ブチル−4−クロロ−1−(2−クロロベンジル)イミダゾール−5−酢酸を含めて、イミダゾールアセテート誘導体(Longら、J. Pharmacol. Exp. Ther. 247(1), 1-7 (1988)を参照のこと);4,5,6,7−テトラヒドロ−1H−イミダゾ[4,5−c]ピリジン−6−カルボン酸および類似誘導体(米国特許第4,816,463号);N2−テトラゾールβ−グルクロニド類似体(米国特許第5,085,992号);置換ピロール、ピラゾール、およびトリアゾール(米国特許第5,081,127号);フェニル、および1,3−イミダゾールなどのヘテロ環式誘導体(米国特許第5,073,566号);7員環のイミダゾ縮合ヘテロ環(米国特許第5,064,825号);ペプチド(例えば、米国特許第4,772,684号);アンジオテンシンIIに対する抗体(例えば、米国特許第4,302,386号);およびビフェニル−メチル置換イミダゾールなどのアラルキルイミダゾール化合物(例えば、欧州特許第253,310号、Jan. 20, 1988);ES8891 (N−モルホリノアセチル−(1−ナフチル)−L−アラニル−(4, チアゾリル)−L−アラニル(35,45)−4−アミノ−3−ヒドロキシ−5−シクロ−ヘキサペンタノイル−N−ヘキシル、Sankyo Company, Ltd., Tokyo, Japan);SKF 108566(E−α−2−[2−ブチル−1−(カルボキシフェニル)メチル]1H−イミダゾール−5−イル[メチラン]−2−チオフェンプロパン酸、Smith Kline Beecham Pharmaceuticals, PA);ロサルタン(DUP753/MK954、DuPont Merck Pharmaceutical Company);レミキリン(RO42−5892、F. Hoffman LaRoche AG);Aアゴニスト(Marion Merrill Dow)、およびいくつかの非ペプチドヘテロ環(G. D. Searle and Company)が挙げられる。
アンギオテンシン変換酵素(ACE)は、アンジオテンシンIのアンジオテンシンIIへの変換を触媒する酵素である。ACE阻害剤としては、アミノ酸およびその誘導体、ジおよびトリペプチドを含めて、ペプチド、およびACEの活性を抑制し、それによって昇圧剤物質であるアンジオテンシンIIの生成を低減またはなくすことによってレニン−アンジオテンシン系に介入する、ACEに対する抗体が挙げられる。ACE阻害剤は、医療において高血圧、うっ血性心不全、心筋梗塞、および腎疾患を治療するために使用されている。ACE阻害剤として有用であることが知られている化合物クラスとしては、カプトプリル(米国特許第4,105,776号)およびゾフェノプリル(米国特許第44,316,906号)などのアシルメルカプトおよびメルカプトアルカノイルプロリン;エナラプリル(米国特許第4,374,829号)、リシノプリル(米国特許第4,374,829号)、キナプリル(米国特許第4,344,949号)、ラミプリル(米国特許第4,587,258号)、およびペリンドプリル(米国特許第4,508,729号)などのカルボキシアルキルジペプチド;シラザプリル(米国特許第4,512,924号)およびベナザプリル(米国特許第4,410,520号)などのカルボキシアルキルジペプチド模倣体、ホシノプリル(米国特許第4,337,201号)、およびトランドロプリルなどのホスフィニルアルカノイルプロリンが挙げられる。
レニン阻害剤は、レニンの活性に干渉する化合物である。レニン阻害剤としては、アミノ酸およびその誘導体、ペプチドおよびその誘導体、およびレニンに対する抗体が挙げられる。米国特許第の対象であるレニン阻害剤の例は、以下の通りである。ペプチドの尿素誘導体(米国特許第5,116,835号);非ペプチド結合で結合されているアミノ酸(米国特許第5,114,937号);ジおよびトリペプチド誘導体(米国特許第5,106,835号);アミノ酸およびその誘導体(米国特許第5,104,869号および第5,095,119号);ジオールスルホンアミドおよびスルフィニル(米国特許第5,098,924号);修飾ペプチド(米国特許第5,095,006号);ペプチジルβ−アミノアシルアミノジオールカルバメート(米国特許第5,089,471号);ピロルイミダゾロン(米国特許第5,075,451号);フッ素および塩素スタチンまたはスタトンを含有するペプチド(米国特許第5,066,643号);ペプチジルアミノジオール(米国特許第5,063,208号および第4,845,079号);N−モルホリノ誘導体(米国特許第5,055,466号);ペプスタチン誘導体(米国特許第4,980,283号);N−ヘテロ環式アルコール(米国特許第4,885,292号);レニンに対するモノクローナル抗体(米国特許第4,780,401号);および様々な他のペプチドおよびその類似体(米国特許第5,071,837号、第5,064,965号、第5,063,207号、第5,036,054号、第5,036,053号、第5,034,512号、および4,894,437号)。
細胞接着分子に結合し、このような分子と結合する白血球の能力を抑制する作用剤としては、ポリペプチド物質が挙げられる。このようなポリペプチドとしては、通常の方法に従って調製されるポリクローナルおよびモノクローナルの抗体が挙げられる。このような抗体はすでに当技術分野で周知であり、これらとしては、抗ICAM 1抗体および他のこのような抗体が挙げられる。当技術分野でよく知られているように、抗体分子のわずかな部分であるパラトープしか、抗体とそのエピトープの結合に関与しないことは重要である(一般に、Clark, W. R. (1986) The Experimental Foundations of Modern Immunology, Wiley & Sons, Inc., New York; Roitt, I. (1991) Essential Immunology, 7th Ed., Blackwell Scientific Publications, Oxfordを参照のこと)。例えば、pFc’およびFc領域は補体活性化経路のエフェクターであるが、抗原結合には関与しない。pFc’領域が酵素によって切断され、またはpFc’領域なしに生成されたF(ab’)断片と呼ばれる抗体は、インタクトな抗体の抗原結合部位の両方を保持する。同様に、Fc領域が酵素によって切断され、またはFc領域なしに生成されたFab断片と呼ばれる抗体は、インタクトな抗体分子の抗原結合部位の一方を保持する。さらに進行すると、Fab断片は、共有結合した抗体軽鎖、およびFdで示される抗体重鎖の一部分からなる。Fd断片は、抗体特異性の主な決定要因であり(単一のFd断片は、抗体特異性を変更することなく、最高10個の異なる軽鎖と結合することができる)、Fd断片は、エピトープ結合能力を分離して保持する。
当技術分野でよく知られているように、抗体の抗原結合部位内には、抗原のエピトープと直接相互作用する相補性決定領域(CDR)、およびパラトープの三次構造を維持するフレームワーク領域(Fr)が存在する(一般に、Clar, 1986; Roitt. 1991を参照のこと)。IgG免疫グロブリンの重鎖Fd断片と軽鎖の両方には、3つの相補性決定領域(CDR1からCDR3)でそれぞれ分離された4つのフレームワーク領域(FR1からFR4)が存在する。CDR、特にCDR3領域、より具体的には重鎖CDR3は、抗体特異性を主に担う。
現在、当技術分野では、哺乳類の抗体の非CDR領域を、元の抗体のエピトープ特異性を保持しながら、同種または異種の抗体の同様な領域で置換できることは十分確立している。これは、非ヒトCDRがヒトFRおよび/またはFc/pFc’領域に共有結合して、機能的抗体を生成する「ヒト化」抗体の開発および使用に最もはっきりと顕在化している。そういうわけで、例えば国際公開第92/04381号は、マウスFR領域の少なくとも一部分がヒト由来のFR領域で置換されているヒト化マウスRSV抗体の生成および使用を教示している。抗原結合能力を有する、インタクトな抗体の断片を含むこのような抗体は、「キメラ」抗体と呼ばれることが多い。
したがって、当業者に明らかなように、本発明は、F(ab’)、Fab、Fv、およびFd断片;Fcおよび/またはFrおよび/またはCDRlおよび/またはCDR2および/または軽鎖CDR3領域が相同なヒトまたは非ヒト配列によって置換されているキメラ抗体;FRおよび/またはCDR1および/またはCDR2および/または軽鎖CDR3領域が相同なヒトまたは非ヒト配列によって置換されているキメラF(ab’)断片抗体;FRおよび/またはCDR1および/またはCDR2および/または軽鎖CDR3領域が相同なヒトまたは非ヒト配列によって置換されているキメラFab断片抗体;ならびにFRおよび/またはCDR1および/またはCDR2領域が相同なヒトまたは非ヒト配列によって置換されているキメラFd断片抗体も提供する。本発明は、いわゆる単鎖抗体も含む。
したがって、本発明は、細胞接着分子に特異的に結合する多数のサイズおよび種類のポリペプチドを含む。これらのポリペプチドは、抗体技術以外の供給源に由来することもある。例えば、このようなポリペプチド結合剤は、溶液、固定化した形で容易に調製することができる縮重ペプチドライブラリー、またはファージディスプレイライブラリーとして提供することができる。1つまたは複数のアミノ酸を含有するペプチドのコンビナトリアルライブラリーも合成することができる。さらに、ペプチドおよび非ペプチド合成部分のライブラリーも合成することができる。
ファージディスプレイは、本発明によれば有用な結合ペプチドを同定する際に特に有効であり得る。簡潔に言えば、ファージディスプレイを(例えば、m13、fd、またはラムダファージを使用して)調製し、通常の手順を用いて4個〜約80個のアミノ酸残基のインサートを示す。インサートは、例えば完全に縮重したまたは偏向した配列を表すことがある。次いで、細胞接着分子に結合するファージを有するインサートを選択することができる。このプロセスは、細胞接着分子に結合するファージの再選択を複数サイクル行うことによって繰り返すことができる。このプロセスを繰り返すことによって、ファージを有する特定の配列が濃縮される。DNA配列分析を実施して、発現されたポリペプチドの配列を同定することができる。細胞接着分子に結合する配列の最小直線部分を確定することができる。この手順は、最小直線部分の全部に、その上流または下流に存在する1つまたは複数の追加の縮重残渣を加えた部分を含むインサートを含む偏向ライブラリーを使用して繰り返すことができる。酵母ツーハイブリッドスクリーニング法を用いて、細胞接着分子に結合するポリペプチドを同定することもできる。したがって、細胞接着分子またはその断片を使用して、ファージディスプレイライブラリーを含むペプチドライブラリーをスクリーニングし、細胞接着分子のペプチド結合パートナーを同定および選択することができる。
予防的治療
表1の状態、例えば心疾患(例えば、冠動脈心疾患または虚血心傷害)または変性疾患(例えば、アルツハイマー病やハンチントン病などの神経変性疾患)のいずれかであると診断される患者において、上記の治療剤のいずれかを疾病表現型が出現する前に投与することができる。特に、壊死を低減することがわかっている化合物を、(上述するような)標準的投与量および投与経路で投与することができる。
任意の対象、例えばヒト、例えばイヌやネコなどの家庭用ペット、または家畜において、本発明の方法を使用して、細胞の壊死を低減し、または本明細書に記載する障害を治療することができる。
ゲルダナマイシン
ゲルダナマイシンは、シグナル伝達、細胞周期調節、および転写制御に関与する重要なタンパク質を含めて、広範囲のタンパク質の折り畳み、活性化、およびアセンブリに関与する熱ショックタンパク質−90(Hsp90)の阻害剤である。ゲルダナマイシンがHsp90に結合すると、Hsp90−タンパク質相互作用が混乱し、タンパク質が正確に折り畳まれることができなくなり、プロテアソームによって媒介される破壊を受けやすくなる。これらのタンパク質の中には、癌および他の疾患に関与する多くの変異または過剰発現タンパク質、例えばp53、Bcr−Ab1キナーゼ、Raf−1キナーゼ、Aktキナーゼ、Npm−Alkキナーゼp 185ErbB2膜貫通キナーゼ、Cdk4、Cdk6、Wee1、HER2/Neu(ErbB2)、および低酸素誘導因子−1α(HIF−1α)がある(例えば、米国特許第6,887,993号を参照のこと)。ゲルダナマイシンは、周知の天然物であり、例えば産生生物であるストレプトマイセス・ヒグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus var. geldanus NRL 3602)を培養することによって得られる。ゲルダナマイシン誘導体を、ゲルダナマイシンの化学修飾によって半合成することができる。
表1に記載する状態、例えば細胞壊死または虚血が関与する状態のいずれかを、ゲルダナマイシンもしくはその誘導体を単独で、または1つまたは複数のNec化合物と組み合わせて使用して治療することができる。ゲルダナマイシンおよびその誘導体は、例えば米国特許第6,887,993号、第6,875,863号、第6,872,715号、第6,870,049号、第6,855,705号、第6,852,496号、第4,261,989号、および第3,987,035号に記載されている。
候補化合物を同定するためのスクリーニング
細胞壊死を減少させる化学化合物の同定
細胞が最初の攻撃を受けた後は、細胞死のアポトーシスまたは壊死の機序の一方または両方が活性化され得る。本発明においては、壊死経路に焦点が当てられる。腫瘍壊死因子α(TNFα)及びβ−アミロイドタンパク質への曝露等の幾つかの化学物質攻撃を用いて細胞死を誘導した。また、ヒト神経芽腫細胞(SH−SY5Y)やヒトジャーカット(Jurkat)T細胞等の各種細胞も使用された。アポトーシスの機序を遮断するために、一般的なカスパーゼ阻害剤、即ちCbz−バリン−アラニン−アスパルチル・フルオロメチルケトン(zVAD−fmk、PolverinoおよびPatterson、J. Biol. Chem. 272:7013-7021, 1997)を得た。この化合物は全てのカスパーゼを阻害し、その結果アポトーシス経路を崩壊させる。その結果生じるいずれの細胞死も、壊死の機序に起因すると考えられる。zVAD−fmkおよびTNFαを細胞に投与した後、細胞を救出しようとして細胞に試験化合物を加えた。その結果、このプロトコルを用いて細胞生存度を回復させることが判明した化合物は、壊死経路の阻害剤である。
例えば、ある方法においては、zVAD−fmk/TNFαに反応して壊死が起こる可能性がある高密度(例えば、5×10または7.5×l0細胞/mL)の細胞の培地にzVAD−fmkが添加される。候補物質分子、例えば化学ライブラリーからの化学化合物、例えばChemBridge Research Laboratories(サンディエゴ、カリフォルニア州)からの化合物のライブラリー等が細胞に対する様々な濃度で添加され、次いで細胞がTNFαに曝露される。
次いで、例えばzVAD−fmk/TNFαに曝露された細胞の細胞ATPレベルを測定することによって、処理された細胞の壊死の発現を測定する(Crouchら、J. Immunol. Methods 160:81-8, 1993;Storerら、Mutat. Res. 368:59-101, 1996;およびCreeら、Toxicol. In Vitro 11:553-556, 1997)。候補分子の存在下における壊死のレベルは、他の全ての因子(例えば細胞型や培養条件)を等しくして、候補分子の非存在下における壊死のレベルと比較される。本発明におけるzVAD−fmkの重要性は、壊死による細胞死を完全に明らかにすることができるように、アポトーシスによって発現し得る細胞死を遮断することである。
第2の方法においては、細胞を、zVAD−fmkまたはTNFαのいずれかに曝露すると同時に、壊死を減少させる候補分子に曝露することができる。第3の方法においては、細胞を、最初にzVAD−fmkおよびTNFαに、次いで候補化合物に曝露することができる。これらの各方法の後に発現する壊死のレベルを上記の通りに測定する。
また、細胞死刺激、例えばTNFαまたはDMSOによって誘導される壊死に対する候補分子の作用は、他の方法、例えばトリパンブルーまたはアクリジンオレンジ/臭化エチジウム等の染料を使用する生体染色色素の染色によって測定することができる。
壊死を減少させる化合物は、精製または実質的に精製され得、あるいは化学化合物のプール等の化合物の混合物の1つの成分であり得る。化合物の混合物のアッセイにおいて、壊死の発現は、単一の化合物または最小数の有効な化合物が壊死を減少させるまで、化合物プール(例えば、HPLCまたはFPLC等の標準的精製法によって作製されるもの)の徐々に小さくなるサブセットに対してテストされる。zVAD−fmk/TNFαによって誘導される壊死の減少を促進する分子は、特に本発明で有用であると判断され;そのような分子は、例えば、神経変性疾患等の壊死が発現する症状の患者において壊死を減少させる療法として使用され得る。
上記の方法によって例えばインビトロの系においてzVAD−fmk/TNFαによって誘導される壊死を効果的に減少させることが判明する化学化合物は、動物モデルにおいて更にテストされ得る。特に有用な動物モデルとしては、虚血脳または心臓傷害または他の虚血傷害、頭部外傷、神経変性疾患、冠性心疾患および敗血症性ショックの細胞死のマウスおよびラットのモデルが挙げられる。このようなモデルの例としては、SODまたはハンチントン病遺伝子トランスジェニックマウスおよび他の知られたモデル(Liら、Hum. Mol. Genet. 8:1227-12236, 1999;Levineら、Neurosci. Res. 58:515-532, 1999;Vukosavicら、J. Neurochem. 73:2460-2468, 1999;Gruney, J. Neurol. Sci. 152 suppl. 1: S67-73, 1997;Deshmukhら、Am. J. Physiol. 273 (4 Pt 1): C1130-1135, 1997;およびIsibashiら、J. Immunol. 163:5666-5677, 1999、に記載されたもの等)が挙げられる。インビボモデルにおいて壊死を減少させる能力を示す化合物は、必要に応じて壊死を予防する療法として使用され得る。
zVAD−fmk/DMSO誘導細胞の壊死を減少させる化学化合物の同定
例えば細胞密度が低い(例えば1×10細胞/mL)zVAD−fmk/DMSOによって誘導される細胞壊死を減少させる化学化合物の同定方法は、壊死の誘導物質がzVAD−fmk/TNFαではなくzVAD−fmk/DMSOであることを除いて殆ど上記の通りにして達成される。
RIP1
我々は、Nec化合物がRIP1(受容体相互作用タンパク質1)を阻害することができるということを発見した(例えば実施例10参照)。従って、本発明は、RIP1が標的分子である候補化合物を同定するスクリーニングアッセイを提供するものである。
RIP1は、FasおよびTNFR1と相互作用することが示された固有の死ドメイン含有キナーゼである。RIP1は、Ser/Thrおよびチロシンキナーゼとの相同性を有するN末端キナーゼドメイン、C末端死ドメインならびに中間体ドメイン(IM)を含む。そのキナーゼ活性は、RIPの中間体ドメイン(IM)によって調節されるDR誘導アポトーシスにもNFKB活性化にも必要とされない。RIPは、TNFαやIL−1β等のサイトカインや、トール様受容体3および4が媒介するNFκBの誘導が包含される広範囲にわたる細胞調節の範例に寄与する。
RIP1のキナーゼ活性は、我々がその後ネクロトーシス(necroptosis)と呼称したFasL、TNFαおよびTRAILによって媒介される代替的な壊死細胞死経路に必須である。我々は、一方でRIPの欠如のためにこの経路に対して非感受性のジャーカット細胞のRIP欠乏クローンにおける死の受容体に誘導されたネクロトーシスに必要なRIPのドメインを解析した。図22に示すように、Fasリガンド(FasL)/シクロヘキサミドおよびzVAD.fmkによって引き起こされるネクロトーシスを媒介するのにRIPのキナーゼドメインが必要とされるだけでなく、分子の死ドメインも必要とされる。更に、我々は、二量化によるRIP1キナーゼの活性化がNec−1によって阻害され得るネクロトーシスの誘導に十分であることを見出した。従って、RIP1のキナーゼ活性は、ネクロトーシスにおける必須の上流のシグナル伝達ステップを表す。
我々の発見に基づいて、RIP1を標的として利用して、候補化合物を、RIP1と結合する能力、さもなければRIP1を阻害する能力についてアッセイするスクリーニングアッセイを実施することができる。例えば、RIP1の自己リン酸化の阻害を測定するアッセイを用いることができる。或いは、RIP1に対する候補化合物の結合を測定するアッセイが、本発明の方法において有用である。結合アッセイの多くの他の変種が本技術分野で知られており、用いられ得る。RIP1結合アッセイは、例えば米国特許第6,211,337号に記載されており、それは参照により本明細書に組み込まれる。
RIP1に特異的な化合物を同定するために、多数の標的を使用してスクリーニングアッセイを実施することができる。例えば、所定の候補化合物において、RIP1とRIP2との両方、あるいはRIP1とRIP3との両方について、標的活性の結合、自己リン酸化または他の基準をアッセイすることが可能であり、次いでその結果を比較することができる(例えば実施例10参照)。RIP2、RIP3あるいは本目的のために選択される別のホモログまたは分子よりもRIP1に大きな効果を及ぼす候補化合物は、RIP1に対して特異的であると考えられ、本発明の方法に特に望ましくあり得る。
代替のスクリーニングアッセイ
タンパク質相互作用および標的分子(例えばRIP1)の活性の阻害を測定する任意の方法を利用することができる。このような方法としては、蛍光偏光測定法、質量分析法(NelsonおよびKrone, J. Mol. Recognit., 12:77-93, 1999)、表面プラズモン共鳴(Spigaら、FEBS Lett., 511:33-35, 2002;RichおよびMizka, J. Mol. Recognit., 14:223-228, 2001;Abrantesら、Anal. Chem., 73:2828-2835, 2001)、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)(Baderら、J. Biomol. Screen, 6:255-264, 2001;Songら、Anal. Biochem. 291:133-41, 2001;Brockhoffら、Cytometry, 44:338-248, 2001)、生物発光共鳴エネルギー移動(BRET)(Angersら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97:3684-3689, 2000;Xuら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96: 151-156, 1999)、蛍光消光(Engelborghs, Spectrochim. Acta A. Mol. Biomol. Spectrosc, 57:2255-2270, 1999;Geogheganら、Bioconjug. Chem. 11:71-77, 2000)、蛍光活性化細胞分類/選別(Barthら、J. Mol. Biol., 301:751-757, 2000)、ELISAおよびラジオイムノアッセイ(RIA)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
候補化合物
一般に、本発明のスクリーニングアッセイにおいて使用される候補化合物は、本技術分野で知られている方法によって、天然物、合成(または半合成)抽出物の両方の大きなライブラリーまたは化学物質ライブラリーから同定される。
更なる方法
抗体および試薬
FasL(10ng mL−1で使用)およびzVAD.fmk(100μMで使用)は、Alexis Biochemicals社から入手した。ヒトまたはマウス(MEF細胞に使用)TNF(10ng mL−1で使用)は、Cell Sciences社から入手した。Sytox Green、TO-PRO-3およびDioC6は、Molecular Probes社から入手した。ヨウ化プロピジウムは、Roche社から入手した。二量化剤AP1510およびAP20187(両方とも100nMで使用)は、Ariad Pharmaceuticals社から入手した。CHX(1μgmL−1で使用)、抗酸化剤(N−アセチルシステイン(NAC)(2.5mMで使用);スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)(800UmL−1;カタラーゼ(cat.)1,400UmL−1;ビタミンE(vit.E)(5mM)、ファロイジン−TRITCおよび全ての一般的化学物質は、Sigma社から入手した。以下の抗体が、用いられた:マウス抗βチューブリン(Stressgen社)、ウサギ抗LC3、ウサギ抗ベクリン(beclin)−1(Santa Cruz社)、ウサギ抗ギアンチン(giantin)(Covance社)、マウス抗KDEL(Stressgen社)およびマウス抗チトクロームc(Pharmingen社)。二次ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP)複合抗体は、Southern Biotech社から入手した。二次Alexa488複合抗体は、Molecular Probes社から入手し;Cy3複合抗体は、Jackson ImmunoResearch社から入手した。
化学スクリーニング
マルチドロップ(Multidrop)ディスペンサー(Thermo Electron社)を使用して、100μMのzVAD.fmkおよび40ngのmL−1のヒトTNFαを含有する、40μLのフェノールレッド不含RPMI1640培地中で、1ウェル当たり5000〜10,000個の細胞で384ウェルプレートにおいてU937細胞を我々は平板培養した。我々は、セイコー社によるカスタムメイドのピン搬送ロボット(Institute of Chemistry and Cell Biology, Harvard Medical School)を用いて100nLのDiverSetE(DMSO中に5mg mL−1(Chembridge社))を添加した。72時間後、我々は、発光に基づくATPアッセイ(ATPLite-M, PerkinElmer社)を使用して細胞生存度を評価した。我々は、陽性対照として、各プレートにTNFαが投与されない細胞を分注した。我々は、Nec−1および他の予備的陽性対照を個々の再テストのためのChembridge社から購入した。
細胞生存度アッセイ
我々は、100μLの適切なフェノールレッド不含培地中で、付着細胞については1ウェル当たり5,000〜10,000個の細胞密度で、懸濁細胞については1ウェル当たり20,000〜50,000個の細胞密度で96ウェルプレート(白色プレートは発光アッセイ用;黒色プレートは蛍光アッセイ用;透明プレートはMTTアッセイ用)において細胞を播種した。インキュベーション後、我々は、以下の方法の内の1つを用いて細胞生存度を求めた。我々は、ATPアッセイについては、発光に基づく市販のキット(CellTiter-Glo(Promega社)またはATPLite-M(PerkinElmer社))を使用し、Wallac Victor IIプレートリーダー(PerkinElmer社)を使用して発光を解析した。我々は、Sytoxアッセイについては、37℃で30分間、1μMのSytox Green試薬と共に細胞をインキュベーションし、次いで蛍光読取りを実施した。その後、我々は、各ウェルに5μLの20%トリトンX−100溶液を添加して最大溶解を生じ、37℃で1時間細胞をインキュベーションし、次いで第2の読取りを実施した。我々は、トリトン投与の前後で値の比(各ウェルの死細胞の率)を算出し、次いで図の説明文に示すように、細胞毒の刺激に供されない関連対照に対してそれを正規化した。MTTアッセイについては、我々はCellTiter 96 AQueous Non-Radioactive Cell Proliferation Assayキット(Promega社)を使用した。PI除外アッセイについては、我々は、培地中に2μgmL−1のPIを添加し、直ちにFACSCalibur(BD Biosciences社)を使用して試料を解析した。PI−アネキシン(Annexin)Vアッセイについては、我々はApoAlert Annexin V-EGFP Apoptosis Kit(Clontech社)を使用した。DioC6染色については、我々は、37℃で30分間、40nMのDioC6と共に細胞をインキュベーションし、1回洗浄し、次いでFACSCaliburで解析した。ROS解析については、我々は、37℃で30分間、5μMジヒドロエチジウム(Molecular Probes社)と共に細胞をインキュベーションし、1回洗浄し、次いでFACSCaliburで解析した。我々は、Axiovert 200顕微鏡(Zeiss社)を使用して細胞の明視野像を得た。
マウスにおける一過性局所脳虚血
動物は、「Guide for the Care and Use of Laboratory Animals」(National Research Council、1996年)に従って維持した。自発呼吸下の成体雄SV−129マウス(19〜23g、Taconic Farms)を2%イソフルランによって麻酔した後、Fluotec3吸入器(Colonial Medical社製)を用いて、これらをNO70%とO30%中イソフルラン0.8〜1%の状態に保った。シリコン樹脂(Xantopren、Bayer Dental社製)と硬化剤(エラストマー活性化剤、Bayer Dental社製)の混合物でコーティングされた腔内8−0ナイロンモノフィラメント(Ethicon社製)を用いて、左のMCAを閉塞した。この処置を15分間続けた後、麻酔を停止した。2時間後、動物にイソフルランで一時的に再度麻酔をかけ、フィラメントを抜き取った。再灌流の18時間後、マウス脳マトリックス(RBM-2000C;Activational System)を用いて、前脳を5つの冠状(2mm)断面に分けた後、これらの断面を2%の塩化2,3,5−トリフェニルテトラゾリウム(Sigma社製)で染色した。画像解析システム(Bioquant IV, R&M Biometrics社製)を用いて梗塞領域を定量し、梗塞容積をそれぞれの断面に加えることによって、梗塞容積を直接算出した。
薬剤投与については、7−Cl−Nec−1または他の誘導体を、4%のメチル−β−シクロデキストリン(Sigma社製)PBS溶液に溶解し、それを指定の時間に脳室内投与法によって投与した。一般的には、4mM原液の2μl注射を2回行った(特に明記しない限り)。閉塞前送達については、2−h MCAO閉塞を始める5分前と、再灌流時の閉塞停止直後に注射を行った。閉塞後送達については、MCAOの2時間後の再灌流時と再灌流開始の2時間後に注射を行った。注入に関しては、20μlの化合物を30分かけて注入した。閉塞6時間後の注射に関しては、4μl用量を1回注射した。zVAD.fmk投与に関しては、Nec−1製剤にそれを加えて、合計用量160ngを投与した。
細胞培養
Nakagawaら, Nature 403:98-103,2000に従って、マウス胎児性繊維芽細胞を調製し、SV−40コード化レトロウイルスによる感染によって不死化した。Atg5−/−MEF細胞については、以前から記載がある(例えば、Kuma et al., Nature 432:1032-1036,2004を参照のこと)。
DNAチップ解析
Poly(A)Puristキット(Ambion社製)を用いて、細胞からmRNAを2度精製した。Agilent DNAチップ解析は、Harvard Center for Genomics Researchによって行われた。
免疫蛍光
Balbc3T3細胞をPBS中で洗浄し、この細胞を4%ホルムアルデヒド中において25℃で15分間固定した。これらの細胞をPBS中で2回すすいだ後、0.4%TritonX−100、10%正常ヤギまたはロバ血清(Jackson Immunoresearch)のPBS溶液中において、25℃で30分、透過処理/ブロック処理を施した。これらのサンプルを、適当な一次抗体でインキュベートし、製造者の指示に従って、0.1%Triton、1%血清のPBS溶液で、4℃で6時間希釈した。その後、PBSで3回洗浄した後、一次抗体と同様の緩衝液で1:200に希釈された蛍光団結合二次抗体を用いて、25℃で30分、インキュベートを行った。PBSで2回洗浄した後、TO−PRO−3またはファロイジン−TRITCで細胞を染色し、製造者の指示に従って、25℃で10分、PBSで希釈した。PBSで1回洗浄した後、これらのサンプルをProLong Antifadeキット(Molecular Probes社製)を用いて取り付けた。Nikon回転ディスク共焦点顕微鏡を使用して画像を取得し、それらの画像を、Metamorphソフトウェア(Universal Imaging社製)を用いて解析した。
ヨウ化プロピジウムDNA含有量分析
適当な処理の後、ジャーカット細胞を1回洗浄し、それらをPBS中に再懸濁した後、4容量の氷冷100%エタノールを加えて、細胞を固定した。固定液を廃棄した後、細胞を氷上で1時間維持し、次いでこれらの細胞をPBSで1回洗浄した。50μg/mlのPIと5μg/mlのRNAse A(Sigma社製)を補充したPBS中に、それらを再懸濁した後、サンプルを、暗所において37℃で15分間インキュベートし、その後、FACSCaliburで分析した。これらのデータは、ModFitソフトウェア(Verity Software House社製)を用いて解析した。
免疫ブロット
Complete Mini Protease Inhibitor錠(Roche社製)を補充した20mM HEPES、pH7.5、150mM NaCl、1%TritonX−100、10mMピロリン酸四ナトリウム、100mM NaF、17.5mM β−グリセロリン酸緩衝液に細胞を溶解した。Bio−Rad蛋白質アッセイ試薬を用いて蛋白質濃度を測定し、図説明文に記載された抗体を用いて、等量の蛋白質をウェスタンブロットにかけた。虚血脳サンプルの場合、皮質の損傷部位を切除し、それらを、RIPA緩衝液(Complete MiniProtease Inhibitorを補充した50mM Tris−HCl、pH8.0、150mM NaCl、5mM EDTA、0.1%SDS、0.5%デオキシコール酸ナトリウム、1%NP−40)に溶解し、等量の蛋白質をウェスタンブロットにかけた。ウェスタンブロットの結果を、Scion Imageソフトウェア(Scion Corporation社製)を用いて定量した。
ジャーカット細胞の電気穿孔
DDドメイン、RIPのキナーゼドメインおよびキナーゼ失活変異体RIPを欠いたRIP蛋白質をコード化する、pcDNA3-RIP-(1-580)-Fpk3-Myc、pcDNA3-RIP-(1-287)-Fpk3-Myc(pFR-KD)とpcDNA3-RIP-(1-580)-K45M-Fpk3-Myc(それぞれ、3つのFKBP12蛋白質コピー、および対照ベクターであるpcDNA3-Fpk3-Myc (pFpk)に融合している)は、G.Nunez氏(ミシガン大学)から親切にも贈られたものであった。対応するcDNAを用いて全長RIPを増幅し、それを、切断RIPを置き換えるpcDNA3-RIP-(1-580)-Fpk3-Mycにクローン化して、全長RIPコード二量化構成物(pFR)を生成した。この構成物を用いて、QuikChange変異誘発キット(Stratagene社製)により、キナーゼ失活変異体(pFR-K45M)を生成した。
ミリストイル化シグナルとそれに続く2つの36v変異体FKBP12(Fv2E)コピー、およびFADDのコード化領域からなるFADD二量化カセットをコード化するpFF構成物を生成するために、pC4M−Fv2Eプラスミド(Ariad Pharmaceuticals社製)およびFADDcDNAを用いて、Fv2EとFADDのそれぞれをPCR増幅し、これらの断片をpcDNA6ベクター(インビトロゲン)にクローン化した。
電気穿孔については、20×10個のFADD欠損ジャーカット細胞を、1.25%DMSOを補充した1mlの低浸透圧血(hypoosmolar)緩衝液(Eppendorf社製)に再懸濁し、細胞を18μgのRIPベクターおよび2μgの空pEGFPベクターと混合した後、Gene Pulser II(Bio-Rad社製)を用いて電気穿孔を行った。細胞を5〜10分間静置した後、それらを、1.25%DMSO、1%グルタミン、1%抗生物質−抗真菌薬混合物(インビトロゲン)および10%熱不活性化ウシ胎仔血清を補充した、4mlのRPMI1640培地に移した。3時間後、Ficoll-Paque(Pharmacia社製)を用いて生細胞を分離し、それらを1回洗浄した後、二量化試薬AP1510(Ariad Pharmaceuticals社製)および記載した他の化学物質を含む培地に再懸濁した。所定の時間処理した後、それぞれのサンプルに2μg/mlのPIを加え、生存可能なPI陰性のGFP発現細胞の割合を測定した。また、ブラストサイジン(インビトロゲン)中に二量化可能なFADD(JK-FF)を発現するジャーカット細胞の安定クローンを選択した。
ウイルス性RNAiベクターの生成
RNAi配列を含むオリゴヌクレオチドを、pMSCV−puro(インビトロゲン)ウイルス性ベクターに基づき、かつH1プロモーターを有する、pSRPベクターに直接連結した。公表済みのマウスベクリン−1の配列を使用した(例えば、Yu et al., Science 304:1500-2502, 2004を参照のこと)。レトロウイルスGag/PolおよびVSV−G蛋白質をヒトHEK293T細胞にコード化するプラスミドを用いて、pSRPベースのベクターを同時トランスフェクションすることによってウイルスを生成した。Balbc3T3細胞を、それぞれのウイルスで3回感染させた後、ピュロマイシンで選択した。安定した細胞集団を用いて、標的蛋白質の発現および細胞生存度を解析した。
実施例
以下の実施例は、本発明を説明するために提供されるものであって、限定するものとして解釈されるべきではない。
CICD/ネクロトーシスの小分子阻害剤の特徴づけ
ヒトU937細胞における既知のデスレセプター(death receptor)媒介性カスパーゼ-非依存性細胞死の例を用いて、カスパーゼ-非依存性細胞死(CICD)(caspase-independent cell death)の小分子阻害剤について、384穴フォーマットを用いた高速大量スクリーニング法(high-throughput screen)を確立した。本システムでは、TNFαおよびzVAD.fmkの存在下でCICDを受けるようにU937細胞を誘導し、細胞死率を、細胞内ATPレベルを測定する市販の発光ベースのアッセイ(Packard)であるATP-Lite-Mアッセイにより測定した。U937細胞は、これら細胞がCHXのようなさらなるストレス-誘導感作刺激剤(stress-inducing sensitizing stimuli)の非存在下でも、TNFα/zVAD処理時に非常に効率良くCICDを受けるように誘導でき、CICD阻害剤の同定を信頼できるものにするために該システムを完全に適合させるため、選択した。さらに、U937細胞の高速懸濁増殖速度は、大量の細胞を入手可能にし、該細胞は高速大量スクリーニングに理想的な強いシグナルになる。ATP-Lite-Mアッセイは、試験したすべての異なるアッセイシステムの内、該アッセイは、もっとも一貫性のある強いシグナルを呈し、該シグナルは高速大量スクリーニングにも重要であるため、選択された。U937をTNFα単独にさらすと、部分的に細胞死が起こるが、TNFαおよびカスパーゼ阻害剤zVAD.fmkで共処理すると、細胞死の量が有意に増加し、ATPの損失は、公表された知見と一致する。さらに、zVAD.fmkの存在下では、細胞消失の形態は、アポトーシスの細胞収縮(cell shrinkage)、核断片化(nuclear fragmentation)、膜ブレブ形成(membrane blebbing)を伴うアポトーシスから、細胞膨張、サイトソル密度増加および原形質膜完全性の早期消失を特徴とするネクローシスに変化する。MTTアッセイ(ミトコンドリア代謝)およびSytoxアッセイ(原形質膜の浸透圧)のような、その他の細胞死アッセイを、スクリーニングを確認する別の手段として用いると、ATP-Lite-Mアッセイを用いて得られた結果と類似した結果が一貫して得られ、このことから、ATP-Lite-Mアッセイを用いるとCICDの程度を正確に測定できることが確認された。ATP-Lite-Mアッセイと比較した卓越した感受性により、その他の市販のATPアッセイ、Cell-Titer-Glo(Promega)もまた、その後の分析に用いられ、匹敵する結果が得られる。
市販品ならびにコンビナトリアルケミストリー合成の両方から得られたおおよそ15,000の小分子の種々のケミカルコレクションを、U937細胞死アッセイを用いてスクリーニングし、最も高い活性を有する3つの化合物(ネクロスタチン)をさらなる分析用に選択した(図1)。これらの化合物、Nec-1、Nec-2およびNec-3は、それぞれ(上に示したように)、Nec-1化合物、Nec-2化合物およびNec-3化合物クラスの模範的化合物である。
CICDを阻害するこれらのNec化合物のEC50値は変化するが、一般的に、下位(sub-)/低いμMの範囲である(表5)。該表では、EC50値は、TNFαで36時間処理したFADD欠損ジャーカット細胞で細胞死の50%を救うために必要な濃度を示しており、該細胞は、ATPアッセイによって測定されるようなCICDを誘導するが、該アッセイでは、Nec-2についての値は、二量体化因子(dimerizer)/zVADで36時間処理した二量体化できるFADDを発現するジャーカット細胞を用いて得られ、ATPレベルについてアッセイした。LD50値は、TNFαまたは二量体化因子非存在下、化合物での相当するジャーカット細胞の処理に基づき、計算された。これら化合物は、いずれも、対照の健康細胞のATPレベルを増加させなかった。
Figure 2009521454
最初に単離されたネクロスタチンNec-1は、最も高いネクロスタチン活性を示すが、多数の細胞アッセイで、さらに特徴を調べた。Nec-1の選択性を試験するために、Nec-1がアポトーシスを遮断する能力を持たないことを確かめた。ジャーカット細胞のFasリガンド-誘導アポトーシスは、パンカスパーゼ(pan caspase)阻害剤zVAD.fmkによって保護されたが、Nec-1によっては保護されなかった(図2A)。FasLおよびCHXでのジャーカット細胞の同時処理もまた、アポトーシスを誘導するが、Nec-1によって阻害することはできなかった(図2B)。CHXでの同時処理は、zVAD.fmk存在下でのFasLによるCICD誘導に対して、細胞をより感受性にしたが、この誘導は、Nec-1によって効率よく阻害された(図2B)。アポトーシスではないが、DR-誘導CICDからの同様の防御は、U937、Balbc3T3、およびマウス胎芽繊維芽細胞(MEF)(mouse embryonic fibroblast)のような、他の細胞型でも認められた。さらに、他のネクロスタチンもまた、特異的なCICD阻害剤であることが分かった。これらの結果から、選択された化合物はCICDの特異的阻害剤であり、ネクロトーシスシグナル化経路を選択的に標的化するために利用できることが、分かる。ネクロスタチンがアポトーシスを阻害できないことは、さらに、CICDが、あるカスパーゼ-依存特性を持たないアポトーシスというよりむしろ、別の細胞プロセスを示しているという考えを支持する。
ネクロトーシスによるものであって、アポトーシスによるものでない死の選択的阻害に加えて、Nec-1効果の厳密な選択性はまた、細胞生理の多様な特徴に対する化合物の効果がないことを示すことによって、確認された。我々は、Nec-1が、健康細胞内で、ATPレベル、ミトコンドリア膜電位差、原形質膜完全性、細胞の形または大きさ、細胞周期分布、増殖、全体的なmRNA発現、反応性酸素種の細胞内レベル、細胞粘着性、アクチンおよび微小管細胞骨格または様々な細胞構成部、例えば、核、ゴルジ体、ERおよびミトコンドリア、の形態に対して一般的効果を有さないことを見いだした。
Nec-1は、TNFα/zVAD.fmkで誘導したヒト単球U937およびマウス繊維芽細胞Balbc 3T3のCICD、zVAD.fmk存在下、ジャーカット細胞中で二量体化された外因性FADDおよび/またはRIPによって誘導されたCICD、FasL/CHX/zVAD.fmkによって誘導されたCICD、FADD欠損変異クローンのジャーカット細胞でのTNFα-誘導CICD、およびマウス繊維肉腫L929細胞でTNFαにより誘導されたCICD、を含む様々な細胞システムで、CICDに対して一貫した活性を示した。これらシステムでカスパーゼを阻害すると、L929およびFADD欠損細胞を除き、アポトーシスが壊死に変わることが、以前に報告されており、該除外細胞では、壊死の誘導は、カスパーゼ阻害剤不在下での主な細胞死応答であることが、以前から示されており、我々は、一貫して、zVAD.fmk不在下で、Nec-1により死が阻害されることを見いだした。該システムのすべてでCICDを阻害するNec-1の能力は、該効果が、TNFα/z-VAD.fmkで処理されたU937細胞、オリジナルのスクリーニングに用いたアッセイに限定されないこと、類似のネクロトーシス経路は、様々なDR-関連死-誘導刺激に応答して多様な細胞型で起こることを示している。さらに、これらのデータは、CICDがアポトーシスに失敗した場合の単なる副産物ではなく、少なくともある場合、CICDがアポトーシスが起こらない場合に活性化される死の主な機構であることを、示している。
酸化防止剤PDTCおよびBHA、ならびにhsp90阻害剤ゲルダナマイシン(geldanamycin)を含む多数の化合物は、抗-CICD活性を有することが報告されてきた。さらに、我々は、カテプシンB阻害剤Ca-074-Meおよびp38阻害剤が、ある選択された細胞株で抗-CICD活性を有することを見いだした。我々は、Nec-1とこれら化合物の活性を比較した。興味深いことに、我々は、Nec-1が全細胞ベースアッセイで抗-CICD活性を有する唯一の化合物であることを見いだした。例えば、p38阻害剤PD169316は、3T3細胞でCICDを阻害し、カテプシンB阻害剤Ca-074-Meは、ジャーカットおよび3T3細胞でCICDを阻害するが、これら化合物もゲルダナマイシンも、Nec-1と違って、L929細胞では働かない(図3)。これらのデータは、CICDの普遍的阻害剤を製造するための高速大容量スクリーニング研究方法のユニークな能力を強調している。
この概念と一致するが、我々は、ジャーカットおよびBalbc3T3細胞のネクロトーシス細胞死は、ミトコンドリア膜透過性遷移細孔(mitochondrial permeability transition pore)(MPTP)、カルパイン、カルシウムホメオスタシス恒常性摂動、HtrA2/Omi、ホスホリパーゼA2および酸化窒素シンターゼのような因子の小分子阻害、またはアポトーシス誘導因子(Apoptosis inducing factor)(AIF)のRNAi-媒介ダウンレギュレーション、によって遮断できないと決定した。また、我々は、既知の生物活性を有する489の化合物のBiomol/ICCB化学ライブラリーをスクリーニングし、全細胞型でNec-1の様にCICDを遮断できる化合物はないことを見出した。これらの結果は、ネクロトーシス細胞死の遮断におけるネクロスタチンの活性のユニークさを強調している。
CICDは、以前、抗酸化剤によって阻害可能であると示唆されたことがあるため、TNFα/z-VAD.fmkによって誘導されたU937細胞のCICDを抗酸化剤によって阻害できるか否か、さらに、Nec-1が酸化ストレスによって誘導された細胞死を阻害できるか否かについて、試験した。U937細胞を、TNFα/zVAD.fmkで72時間、または酸化ストレス誘導剤メナジオン(menadione)で24時間処理した。Nec-1は、TNFα/zVAD.fmkに対して予想された防御を提供したが、メナジオンが誘導する細胞死に対しては防御を提供せず、これに対して、抗酸化剤N-アセチル-システイン、スーパーオキシドジスムターゼ(superoxide dismutase)、カタラーゼ、ビタミンEは、メナジオンに対する防御を提供するが、TNFα/zVAD誘導細胞死を防御することはなかった(図4)。活性酸素種(reactive oxygen species)(ROS)は、ある型のCICDに関与する可能性があるが、ROSは、ネクロトーシス細胞死経路のキーメディエーターではないと、われわれは結論を下している。さらに、Nec-1が抗-酸化剤メカニズムを通してTNFα/zVAD.fmk誘導細胞死を防御することは、考えにくい。
PARP-1は、ニコチンアミドの遊離を伴う、呼吸補酵素ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)のタンパク質結合ADP-リボースポリマーへの転化を触媒することによりDNA損傷に応答する核タンパク質である(D’Amoursら、1999)。DNA損傷に関与することに加えて、PARP-1は、グルタメート興奮性毒性(excitotoxicity)、虚血性障害およびMPTPによって誘導される神経性細胞死のカスパーゼ-非依存性成分に寄与することが示された。従って、NEC-1がPARP阻害剤として作用し得る可能性について、試験した。しかしながら、PARP阻害剤、6(5H)-フェナントリジオンまたはDPQ(3,4-ジヒドロ-5[4(1-ピペリンジニル)ブトキシ]-1(2H)-イソキノリン)は、ジャーカット細胞のCICD(図5A)、ならびに、U937およびBalbc3T3を含む、上記のCICDシステムを阻害できず、またPAR-ポリマー生成もネクロトーシス細胞内で検出できなかったので、PARPは、CICDのキーレギュレーターであるとは考えにくいと結論付けた。さらに、Nec-1は、PARP活性化を通して媒介される、DNAアルキル化剤1-メチル-3-ニトロ-1-ニトロニトロソグアニジン(MNNG)-誘導死(図5B)から細胞を防御できなかった。
さらに、Nec-1およびその他のネクロスタチンは、形および大きさの変化(前方/側方散乱分析)、ATP損失(ATPアッセイ)、ミトコンドリア機能不全(MTTアッセイおよびDiOC6染色)および原形質膜透過性上昇(Sytox/PIアッセイ)を含む、ネクロトーシス死の全ての徴候を阻害する。さらに、Nec-1は、TNFα-処理FADD-欠損細胞の増殖を、未処理細胞と区別できない速度で、可能にした。これらの結果と一致するが、電子顕微鏡(EM)(electron microscopy)、蛍光および光学(bright field)顕微鏡を用いた形態分析から、Nec-1はネクロトーシス細胞死の全ての徴候を阻害することが示された。
ネクロスタチンの薬化学研究
最初の高速大量スクリーニングで見つかったNec-1(メチルチオヒダントイン-トリプトファン、MTH-Trp)(EC50=494nM)の系統的修飾を、その効力を向上させるために、その毒性を減少させるために、さらに、その代謝安定性を増加させるために、行った(図6)。最初に、分子のチオヒダントイン部分を変化させることはなかった。代わりに、インドール環の様々な修飾について調べた。インドール環を、ベンゾチオフェン、ベンゼン環、およびピリジンで置換した。しかしながら、これらの変化はすべて、分子の活性に有害であった。次に、インドール環上の様々な置換基について調べた。我々は、インドール環の7-位への小さな電子-中性(即ちメチル)、電子-供与性(即ちメトキシ)、または電子-求引性(即ちクロリド)基の導入が抗CICD活性を増加させることを見いだした。例えば、7-クロロ誘導体、7-Cl-Nec-1、はTNFαで処理したジャーカット FADD欠損細胞でEC50=182nMであり、これらの誘導体のうちで最も高い活性を有した。この分子を、我々のインビボでの虚血性脳障害モデルで、さらに研究を行うために選択した。(2-および4-位を含む)インドール環のいくつかの位置はいかなる置換も許容しないことが分かったが、一方、5-および6-位の置換は完全には禁止されず、有効性が減少するのみである。同様に、ヒダントイン環とインドールの間のメチレン橋もまた、いかなる置換をも許容しなかった。最終的に、インドール環の窒素が置換されていない化合物が最良であることが分かった。最適化された分子のインドール部分用い、次に、チオヒダントイン部分について、詳細に検討した。特に、ヒダントイン環へのチオヒダントインの転化について試験した。ヒダントイン環は毒性がより少なく、代謝安定性がより大きいと予想される。得られた誘導体、7-Cl-O-Nec-1は、等しい強さの抗-CICD活性を有するが、非特異的毒性が著しく減少した(LD50>1mM)。ヒダントイン環の2つの窒素上の置換基についてもまた、試験した。尿素窒素は、分枝鎖でない小さいアルキル基(即ちMeおよびEt)を許容するのみであることが分かった。用量依存応答曲線を図7に示す。
ヒダントインのアミド窒素のみならず、アミドへのα-炭素もまた、いかなる置換をも許容しなかった。次に、7-Cl-O-Nec-1の鏡像異性体を製造した。(R)-鏡像異性体(「A異性体」とも言う)(EC50=47nM)は、CICD阻害で、(S)-鏡像異性体(「B異性体」とも言う)より約4倍強いことが分かった。CICDの阻害に関しての一連のNec-1の構造-活性-相関(SAR)(structure-activity-relationship)についての完全な概説を図8に示した。Nec-1 SARの理解は、インビトロおよびインビボでの強い抗-CICD活性を有し、最少の非特異的毒性を有し、そして代謝安定性がより大きい可能性のある誘導体の合成をもたらした。
虚血性脳障害のマウスモデルでのNec-1誘導体のインビボでの効果
脳虚血のマウス2時間中大脳動脈閉塞(MCAO)/再潅流モデルでのNec-1誘導体の効果について、研究を行った。(虚血性障害と関連する)梗塞容量および行動変化での有意な用量依存性減少を、icv注射後に検出した(図9)。
脳虚血性障害の発症後、6時間までの7-Cl-Nec-1注射は、防御を提供し(図10A)、これは、興奮毒性の阻害剤(例えばMK-801、グルタメートレセプターアンタゴニストは、閉塞1時間後に投与した場合、作用を停止する)およびアポトーシスの阻害剤(zVAD.fmkは、閉塞後3時間まで有効である)を含む、現在追跡されている薬剤候補群の大部分について報告された、MCA閉塞後2時間の虚血-再潅流モデルを用いた治療時間枠(therapeutic window)にまさる。虚血性脳障害中にアポトーシスおよびネクローシスの両方を誘導することから、ネクロスタチンがカスパーゼ阻害剤と共に追加の防御効果を示すはずであると、予想される。zVAD.fmkを単独、またはNec-1と組み合わせた場合の効果を比較することによって、この可能性について試験した。カスパーゼ阻害剤が未だ高い効果を有する時間枠である、虚血性障害の発症後2時間に、Nec-1をzVAD.fmkと一緒に投与した場合に、Nec-1は、カスパーゼ阻害剤と一緒になって、さらなる防御効果を示した(図10B)。興味深いことに、カスパーゼ阻害剤がもはや有効でない時間点である、虚血性障害発症後6時間に投与した場合にも、Nec-1は、未だ、統計学的に有意な防御を示した(図10B)。さらに、7-Cl-Nec-1の神経保護効果は、カスパーゼ-3活性化の減少と関連しなかった(図10C)。
これらの結果は、ネクロスタチンが:1)非依存性非-アポトーシス細胞死の経路を標的とすると言う考え、2)アポトーシス阻害剤にさらなる防御を提供できると言う考え、および、3)CICDの誘導を遅らせることにより、治療の時間枠を延長すると言う考え:を支持し、このクラスの化合物を虚血性脳障害の処置の候補として非常に見込みがあるものにする。実際、我々のインビボでの研究で検出されたCICDの遅れは、CICDを、より速い発症を伴う別の型の虚血性細胞死よりも、抗-卒中治療についてのより「薬にできる(druggable)」標的にする可能性を秘めている。
CICDおよび虚血性脳障害でのLC3IIの蓄積
L929細胞のzVAD.fmk-誘導CICDにおける自食作用(autophagy)の役割を含意する以前の報告によって示唆されたように、ネクロトーシス細胞死の間に自食作用、蛋白質分解/異化メカニズム、が活性化されるか否かについて、調べた。微小管関連タンパク質1軽鎖3II(LC3II)のホスファチジルエタノールアミン結合フラグメントの蓄積は、自己融解液胞の形成における早期の重要な工程であることが示されているため、該フラグメントの蓄積をマーカーとして用いた。実際、LC3IIの蓄積は、TNFα/zVADまたはFasL/zVAD(図11A)で処理したネクロトーシスBalbc 3T3、ならびにその他の細胞株、例えばJKおよびU937細胞、で検出された。さらに、LC3IIの出現は、Nec-1によって効率良く阻害され、CICD阻害におけるNec-1の役割と一致する(図11A)。また、LC3IIの蓄積は、虚血性脳でも検出された(図12B)。興味深いことに、LC311の量の増加は、アポトーシスのマーカーとは反対に、ゆっくりした反応速度で起こった。例えば、カスパーゼ-3の活性化は、早く起こり、閉塞後1時間で検出可能であったが、これに対してLC3IIレベルは、MCA閉塞後5時間で増加し始め、おおよそ8時間後でピークに達した。さらに、Nec-1の遅い投与はLC3IIの生成を阻害し、このことは、脳虚血中のCICDの活性化が遅いことと一致する。この結果は、CICDが虚血性障害後の遅い神経細胞死の1つの型であるという考えを支持し、何故Nec-1が損傷後6時間で送達された場合に梗塞容量を減少させることができるかについての理論的解釈を提供する。さらに、これらの結果から、虚血性脳障害中に起こる分子イベント、および細胞培養モデルでのDR-誘導CICDにおける類似性のネクロスタチン-非依存性の確認が提供される。
インビボでのNec-1活性の構造-機能分析
インビボでのNec-1の活性の特異性を確認するために、インビボでの虚血性脳障害に対する防御に関して、SAR分析を行った。最初に、MACOモデルで、ヒダントイン部分のメチル基を欠くNec-1の不活性誘導体であるNec-1iについて試験した(図12A)。再潅流の前およびすぐ後に2用量で、Nec-1がもっとも大きい防御を提供する条件で、送達した場合(図10)、Nec-liは、梗塞容量に統計的に有意の効果を及ぼさなかった(図12B)。また、MCAOモデルで、7-Cl-O-Nec-1についても試験した。上に示したように、7-Cl-Nec-1のヒダントイン部分で硫黄を酸素で置換しても、インビトロで抗-CICD活性に変化を生じなかった(図12C)。同様に、Nec-1i試験で用いた条件よりさらに厳格な条件下(4時間および6時間での遅い注入)で2化合物を比較した場合でさえ、7-Cl-O-Nec-1は、インビボで、7-Cl-Nec-1の活性と区別できない活性を示した(図12C)。全体的に、データは、インビトロでのCICDの阻害と、インビボでの7-Cl-Nec-1の抗虚血活性の間の厳密な相関を示しており、Nec-1による神経保護がCICDの阻害を通して成し遂げられると言う仮説の強い支持を提供する。
免疫細胞制御におけるNec-1活性
多くの例で、カスパーゼ、および特別にはカスパーゼ-8は、一次免疫細胞での生存促進機能を演じるか、あるいは適当な抗原刺激に応答したそれらの活性化および分化に積極的に寄与することが報告されている。ある例では、T細胞の活性化-誘導細胞死(AICD)(activation-induced cell death)および単球/マクロファージ細胞のリポ多糖/zVAD.fmk-誘導死の様な、非アポトーシス細胞死メカニズムの活性化が直接示唆された。これらの例では、細胞は、Nec-1-依存性CICDを受けていることを我々は証明した。
LPSによるマウス-マクロファージまたはマクロファージ細胞株(RAW264.7)の活性化は、該細胞がカスパーゼ阻害-誘導(zVAD.fmk)死に敏感にすることを示した。Nec-1での処理は、RAW264.7細胞のzVAD.fmkの用量-依存毒性へのLPS-媒介増感を有効に阻害した(図13)。
NEC-1は、インビトロでの酸素-グルコース欠乏誘導細胞死から、一次ニューロンを保護する
培養した皮質一次ニューロンの酸素-グルコース欠乏(OGD)(oxygen-glucose deprivation)は、卒中中のインビボでの虚血性脳障害の状態とある側面でよく似ているが、ネクローシスを誘導することが示されており、zVAD.fmkによって防御されなかった。Nec-1は、皮質ニューロンのOGD誘導死を減じた(図14A)。N-メチル基のみを欠いたNec-1の不活性類似体(図8のR1、図14Aの活性を参照のこと)である、Nec1iは、ニューロン細胞死を助けることはできなかった(図14A)。以前に公表されたデータと同様に、このモデルではzVAD.fmkによるいかなる防御も検出されなかっただけでなく、zVAD.fmkの存在下でのいかなるNec-1防御の強化も認めなかった(図14B)。それ故、アポトーシスではなく、CICDは、TNFαで処理したFADD欠損−JK細胞の細胞死と同様に、OGD条件下で皮質ニューロンでの一次細胞死経路の一つを表し得る。
神経変性の他のモデルでのネクロスタチンの神経保護活性
上記のように、非アポトーシス細胞死は、虚血性障害に加えて様々な型のニューロン細胞死と深く関係していた。例えば、発展的な研究では、カスパーゼ-欠損マウスの運動ニューロンにおける内因性の壊死様プログラムの活性化が示唆され、我々の実験でのカスパーゼ阻害時のCICDの活性化が思い出される。パーキンソン病の場合、アポトーシスは、動物モデルでのパーキンソン様症状の原因となる薬剤、MPTPまたはその代謝物MPP、によって活性化される一次メカニズムであると提案されたが、カスパーゼを阻害すると、CICDを示すネクローシス様死を起こすことが示されていた。この目的を達成するため、我々は、インビトロでの2つの異なるドーパミン作動性ニューロン細胞株(ヒトSH-SY5YおよびマウスSN-4741細胞)で、ネクロスタチンによるMPP+/zVAD-誘導死が阻害されることを見出した(図15)。この効果は、Nec-2の場合に特に顕著であり、該分子が、MPP毒性に特に重要な工程を標的にしているであろうことが示唆された。特に、ニトロ基を欠くNec-2の不活性類似体は、SN-4741細胞でのMPP細胞毒性を減少させることができなかった。
さらに、我々は、Nec-1によって、ラットの海馬一次ニューロンでの凝集したアミロイド-βペプチド(Aβ)毒性が減衰することを見出した(図16)。Aβの凝集は、アミロイド前駆体タンパク質の異常なプロセシングの結果として生成されるが、アルツハイマー病の主な原因である。
興味深いことに、OGD-誘導死と同様に、神経変性のその他の範例での神経毒性は、カスパーゼ阻害剤不在下でさえNec-1によって減衰し、また、ニューロン集団内での内因性条件ではアポトーシスの実行を許さないであろうことを潜在的に示しており、CICDを病的ニューロン死の主なメカニズムとする。
免疫細胞制御でのNec-1活性
T細胞の活性化-誘導細胞死(AICD)(Activation-Induced Cell Death)は、自己免疫応答の発達を妨げるためのT細胞の再活性化を制限するプロセスであるが、正常な生理学的条件下でのカスパーゼ-非依存性細胞死の例でもある。マウスCD4細胞の再活性化は、細胞死を効率よく誘導した(図17)。Nec-1は、zVAD.fmk不在下で再活性化されたT細胞の生存率にほとんど効果を示さず、zVAD.fmk単独の添加は、部分的にのみ保護を示した。しかしながら、Nec-1およびzVAD.fmkを一緒に添加すると、細胞死を効率よく排除した(図17)。非常によく似た結果は、CD8細胞のAICDでも得られたが、zVAD.fmkによる保護は余り顕著でなく、T細胞のこのサブタイプでは、CICDがより有効に誘導/実行されることが示唆される(図17)。これらの結果は、アポトーシスがAICDの一次様式であり、一方でカスパーゼ阻害はCICDの有効な誘導を引き起こすことを、示している。
プライマリーマウスおよびヒトのTおよびBリンパ球、単球ならびにナチュラルキラー細胞での一次活性化およびエフェクター機能の発達は、zVAD.fmkの存在によって、またはカスパーゼ-8の不活性化によって阻害されることが、多数の報告によって示唆された。ヒトT細胞の様々なサブクラスは、この制御に感受性を示すが、マウスCD8細胞毒性リンパ球(CTL)(cytotoxic lymphocyte)では、一次活性化のためのカスパーゼ活性に依存すると思われる。一方、ヘルパーCD4細胞はそうではない。この例でのカスパーゼ活性への依存が、Nec-1-制御シグナル化工程とのかかわりを反映したものであるか否かについて確かめた。
αCD3抗体の刺激によるプライマリーCTLの活性化は、細胞数の増加によって評価されるが、zVADによって抑制された。カスパーゼ阻害剤によるこの効果は、Nec-1によって完全に抑制され、このことは、該Nec-1は、zVAD.fmkの存在下でCTLの蓄積を可能とした(図18A)。この効果の特異性は、zVADで処理されていない細胞内では、Nec-1の効果がないことによって強調される。同様の結果は、特定の抗原;トランスジェニックTCR OT-1 マウス系から単離したオアブルブミン(oavlbumin)ペプチド257−264;に特異的なCTL T細胞レセプター(TCR)(T cell receptor)の刺激でも得られた(図18B)。
zVAD.fmkによるCTL活性化の抑制は、細胞数の減少がzVAD.fmk-処理サンプルでの細胞死の増加と関連しないことから、TCRシグナルおよびカスパーゼ阻害剤の組み合わせによるネクロトーシス細胞死の誘導によるものではなかった(図18B)。zVAD.fmkのこの効果は、[H]-チミジンの細胞内DNAへの取り込みによって評価される細胞増殖の阻害によるものであり、細胞増殖の該抑制は、Nec-1の存在下で妨げられた(図19A)。この知見と一致して、zVAD.fmkは、CTLのG1期からS-期への移行、次にTCRシグナルを妨げ、この効果は、Nec-1によって薄められた(図19B)。
Nec-1の不活性誘導体であるNec-1iはT細胞増殖を回復できないので、Nec-1の効果は、特異的であり、そのCICD-抑制活性と類似の標的に関連する(図20)。
最終的に、ヒトカスパーゼ-8変異により生じるB細胞活性化の欠損と一致して、Nec-1は、zVAD.fmkによるB細胞活性化の抑制をも減少させた(図21)。
Nec-1活性の分子的根拠
内因性RIPタンパク質を効率よく免疫沈降できるRIPの市販の抗体(Santa Cruz)および免疫沈降したRIP1の自己リン酸化についてのキナーゼアッセイを用いて、免疫沈降したRIP1ならびにトランスフェクトしたRIP1、FLAG抗体を用いるIPed、がインビトロで自己リン酸化を受けることを示した(図23)。Nec-1の存在は、インビトロでのRIP1自己リン酸化を阻害した;これに対してNec-1不活性化誘導体であるNec-1iは、RIP1の自己リン酸化を阻害する活性の有意な減少を示した(図23A)。このインビトロでのキナーゼアッセイの特異性は、RIP1欠損ジャーカット細胞が、免疫沈降およびインビトロでのキナーゼアッセイの後にそのような自己リン酸化を受けないことによって、示される(図23A)。さらに、野生型RIPのみが293T細胞内で過剰発現した時に自己リン酸化活性を示し、そのキナーゼ触媒的に不活性なK45M変異体は該活性を示さないので、リン酸化イベントは、RIPキナーゼの自触触媒活性を表している(図23C)。これらの結果は、Nec-1がRIP-1のキナーゼ活性を標的としていることを示している。RIP1のキナーゼ活性は、この別の細胞死経路に重要であり特異的であるので、この結果は、Nec-1がネクロトーシスを特異的に標的とする能力と完全に一致する。Nec-1の標的としてのRIP1キナーゼ活性の同定は、ネクロトーシスの特異的阻害剤を同定する我々の細胞ベーススクリーニングにさらなる確認をも提供する。
Nec-1特異性の対照として、過剰発現したRIPと、その最も近い相同体RIP2/RICK(キナーゼドメインの>30%の同一性を持つ)の阻害を、図23Bおよび図23Cに記載されたものと同じアッセイを用いて、Nec-1によって比較した。図24に示すように、Nec-1は、両タンパク質が匹敵するレベルで発現される(底のパネルを参照のこと)にもかかわらず、RIP2自己リン酸化には効果を与えなかった。この結果は、RIPの場合のNec-1i効果の欠如と共に、RIPキナーゼ活性のNec-1阻害の特異性を確認する。
興味深いことに、BおよびT細胞増殖のカスパーゼ-阻害依存抑制についての最近の分析は、それがNFkB活性化の喪失により生じることを、示唆した。それ故、カスパーゼ阻害条件下でのNec-1によるBおよびT細胞活性化の回復を示唆する我々のデータは、Nec-1がNFkB活性化を含む細胞制御の典型例に直接関わっていることを示している。免疫制御に加えて、これらには、筋ジストロフィーおよび本明細著に記載のその他の病気、ならびにRIPにより媒介される生来の免疫応答およびRNFαやIL-1βを含む病気のような病理に関与する。
ネクロスタチン-1のさらなる特徴づけ
壊死性細胞死は、卒中を含む広範囲の病理状態において共通である。しかしながら、壊死を特異的に標的とする治療法の開発は、アポトーシスとは違って、壊死性細胞死が圧倒的なストレスに対する制御できない応答であるとの慣用的な概念故に、ほとんど試みられてこなかった。いかなる細胞損傷もない古典的DRシグナルにより活性化された一般的な壊死性細胞死経路を示すことは、この概念に直接挑戦すし、インビボでの壊死性細胞死の一部分は、事実上、細胞内組織によって制御されうることを示唆する。このことは、次に、病的壊死性細胞死を選択的に標的とする先例のない機会を提供するであろう。
この実施例および次の数個の実施例では、カスパーゼシグナル化を伴わない死-ドメインレセプターによって媒介される非アポトーシス経路を規定するために、小分子を用いた。我々は、多数の細胞型において、カスパーゼ阻害存在下でのDR刺激を原因とする細胞死の特異的かつ強力な小分子阻害剤であるネクロスタチン-1(Nec-1)を同定した。これらの結果は、DRシグナル化が一般的な代替的非アポトーシス細胞死経路(我々はこれをネクロトーシスと名付けた)を引き起こすと言う、最初の直接的証拠を提供している。Nec-1を用いて、我々は、ネクロトーシスが虚血性神経障害の遅延した要素であり、それ故、卒中治療の有望な治療標的であると言って良いことを、示した。
カスパーゼの化学阻害剤は、哺乳動物システムでのアポトーシスの特徴を調べる手段であるため、我々は、特異的ネクロトーシス阻害剤が、他の細胞死プロセスからネクロトーシスを識別するための特異的手段を提供するために、また、治療上の利益のために病理的細胞死の非アポトーシス成分を標的とする可能性のあるリード分子として、多様な細胞株で共通の代替的細胞死経路の存在を示すために等しく有用である、と期待した。我々がネクロトーシスの操作上の定義として用いた、TNFαおよびzVAD.fmkによって誘導されたヒト単球U937細胞の壊死の化学阻害剤のために、〜15,000化合物の化学ライブラリーをスクリーニングした。このスクリーニングの結果、Nec-1が選択され、該化合物は、濃度-依存様式でU937細胞のネクロトーシスによる死を効率よく遮断した(図25Aおよび図25B)。
次に、異なる細胞型で観測されたDR-誘導非アポトーシス細胞死が共通のメカニズムによって媒介されるか否かを試験するための道具として、Nec-1を用いた。Nec-1は、(i)FasL、シクロヘキシミド(CHX)(cycloheximide)およびzVAD.fmkによって誘導されたジャーカット細胞の壊死(Fasl-CHX-zVAD.fmk、図25C)、(ii)化学二量体化剤(chemical dimerizer)AP20187およびzVAD.fmkの存在下でFKBP-12ベース二量体化ドメイン(JK-FF)と融合したFADDを安定に発現するジャーカット細胞の壊死(図25D)、(iii)TNFαとzVAD.fmk(TNFα-zVAD.fmk)またはFasLとzVAD.fmk(Fasl-zVAD.fmk)で処理されたBALB/c 3T3細胞の壊死(図25E)、ならびに(iv)TNFα-zVAD.fmkで処理されたMEF(図25F)、HT29、およびIEC-18およびHL-60細胞の壊死を含む、カスパーゼ阻害剤存在下でDR活性化により誘導される壊死性細胞死の公表された例のすべてを阻害した。
Nec-1は、sVAD.fmkでのスクリーニングで選択されたにもかかわらず、その作用は、カスパーゼの薬学的阻害に依存しない。ネクロトーシスの直接的活性化と一致して、Nec-1は、zVAD.fmk不在下でさえDRシグナル化に応答してカスパーゼを活性化できないTNFα-処理FADD-欠損ジャーカット細胞の死を防いだ(図25G)。同様に、Nec-1は、L929細胞のTNFα-誘導壊死を効率的に阻害し、該細胞は内因性カスパーゼ阻害剤を必要としない(図25H)。全体では、これらシステムのすべてで細胞死を阻害するNec-1の能力は、DRシグナル化によって媒介される共通のネクロトーシス経路の存在を初めて直接証明する。FADD-欠損ジャーカット細胞でのネクロトーシスの誘導は、その他の化学物質(CHX、zVAD.fmk)の存在に依存しないので、本システムを用いてNec-1についての半値応答(half-maximum response)(EC50)の有効濃度を494±125nMと決定した(図25G)。Nec-1によるネクロトーシスからの有効な防御は、細胞の大きさの前方-および側方-散乱分析(図31)、ATPレベル(図25)、ミトコンドリア機能不全(図26Aおよび図26B)、原形質膜の透過性上昇(図26A−図26C)、および細胞増殖(図31)を含む、いくつかの異なるアッセイによって確認された。これらの結果と一致して、電子、蛍光および明視野顕微鏡に基づく形態分析から、Nec-1がネクロトーシス細胞死のすべての徴候を阻害することが、証明された(図26D−図26F、図31および図32)。これらの結果は、ネクロトーシスの有力かつ有効な阻害剤としてNec-1を確立する。
Nec-1の特異性
Nec-1の特異性を確立させるために、ネクロトーシスの比較として、DR-誘導アポトーシスに対するその効果を比較した。両者は、形態的基準および選択的染料染色によって容易に識別できる。Nec-1は、アポトーシスを示す結果である、FasL-CHX誘導のアネキシンV-陽性およびヨウ化プロピジウム(PI)-陰性細胞の蓄積に効果を有さなかった(図27A)。逆に、Nec-1は、TNFαで処理したFADD欠損ジャーカット細胞(図26A)およびFasL-CHX-zVAD.fmkで処理した野生型ジャーカット細胞(図26B)のミトコンドリア膜電位および原形質膜完全性の同時損失を有効に阻害した。アポトーシスの発症は、類似の刺激(FasL-CHXおよびFasL-CHX-zVAD.fmk、それぞれ図26Bおよび図27Aを参照のこと)に応答するネクロトーシスの発症より明らかに速く、アポトーシスは、そのより早い反応速度故に、この細胞型でのネクロトーシスを、通常覆い隠すかまたは先行して封じると、示唆され得る。
この知見と一致して、Nec-1は、FasL-CHX-処理アポトーシスジャーカット細胞でのアポトーシス的形態(細胞質凝縮、クロマチンマーギナリゼーション(marginalization)、核フラグメント化および原形質膜液胞化)に効果を有さなかった(図26F)が、TNFα-処理FADD-欠損ジャーカット細胞での壊死的形態(核凝縮、オルガネラ腫脹、原形質膜完全性の早期消失および半透明サイトゾルの出現、図26Dおよび図26Fを参照のこと)の出現を完全に阻害した。DRシグナル化により誘導されるネクロトーシスからの選択的防御は、その他の細胞死アッセイ(図25D、図27Bおよび図27C)でも認められた。これらの結果から、ネクロトーシスを阻害するNec-1の選択性が立証され、これらの2つの型の細胞死が異なる制御によるものであることが示される。このモデルと一致して、ジャーカット細胞でのBcl-xLの過剰発現は、アポトーシスを有力に抑制したが、ネクロトーシスを阻害しなかった。
Nec-1の特異性をさらに確立するために、別の細胞の生理学的パラメーターへの可能な効果について分析した。Nec-1は、健康細胞で、ATPレベル、ミトコンドリア膜電位、原形質膜完全性、細胞の形または大きさ、細胞周期分布、増殖、アジレント(agilent) mRNA チップ分析に反映されるようなグローバルmRNA発現、活性酸素種(ROS)(reactive oxygen species)の細胞内レベル、細胞粘着性、アクチンおよび微小管細胞骨格、または様々な細胞構成成分、例えば、核、ゴルジ体、小胞体およびミトコンドリア、の形態に一般的効果を有さないことが分かった(図31および図32)。これらの知見から、Nec-1は、ネクロトーシスに特異的であることが示唆される。Nec-1の特異性をさらに特徴づけるために、広範な構造-活性相関分析を行い、試験した93の化学修飾したNec-1の大部分が、活性を実質上または完全に損失させたことが分かった。例えば、ヒダントイン部分のメチル基の除去(Nec-1i、図27D)は、抗ネクロトーシス活性を完全に消失させた(図25Cおよび図25G)。試験したすべての修飾Nec-1の内、2つの型の変化のみが、その抗ネクロトーシス活性を保持していた。第一に、Nec-1のフェニル環への塩素の付加(7-Cl-Nec-1、図27D)は、活性をおおよそ2.7倍に増加させた(EC50=182±24nM)。第二に、潜在する代謝傾向である、ヒダントイン部分の硫黄を酸素に変化させると、Nec-1の抗ネクロトーシス活性に効果を有さなかった(7-Cl-O-Nec-1;図27D;EC50=206±33nM)。その様な厳密な構造的要求は、ネクロスタチンの細胞保護の非常に特異的な様式を示している。
最後に、Nec-1の活性を、細胞シグナル化のその他の小分子レギュレーターの活性と比較した。分析により、ジャーカットおよびBALB/c 3T3細胞でのネクロトーシス細胞死は、ミトコンドリア透過転移細孔、カルパイン、カルシウム恒常性摂動(calcium homeostasis perturbation)、ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)、HtrA2/Omi、ホスホリパーゼA2および一酸化窒素シンターゼ、の様な因子の小分子阻害、またはアポトーシス誘導因子のRNAi-媒介ダウンレギュレーションにより遮断されないことが明らかになった。さらに、既知の生物活性を有する489化合物からなる化学ライブラリー(BIOMOL ICCB Known Bioactives library;http://iccb.med.harvard.edu)をスクリーニングしたが、Nec-1の様に、全細胞型でネクロトーシスを遮断できる化合物はなかった。これらの結果から、ネクロトーシス制御およびNec-1の活性のユニークな性質が強調される。
酸化ストレスは、U937およびL929を含む、いくつかの細胞型でDR-誘導カスパーゼ-非依存性細胞死に役割を果たしていることを示唆した。しかしながら、TNFα-処理ネクロトーシスFADD-欠損ジャーカット細胞の小画分のみがROSで贈加を示した(染色細胞の〜30%、図31を参照のこと)が、FADD二量体化によって起こったネクロトーシスは、以前に報告されたように酸化ストレスに伴うものではないことが分かった。この知見と一致して、ジャーカット細胞のネクロトーシスは、抗酸化剤BHAによって阻害されないだけでなく、U937細胞型ではBHAによる保護が報告されているにも関わらず、一般の抗酸化剤の一団からのいかなる化学物質もネクロトーシスからU937細胞を保護しなかった(図28A)。逆に、Nec-1は、メナジオンを原因とする「古典的な」酸化ストレス誘導壊死を遮断しなかった(図28A)。これらの結果から、酸化ストレスは、あるシステムでは重要ではあるが、ネクロトーシスシグナル化に普遍的役割を演ずるわけではなく、また、NEC-1は抗酸化剤としてネクロトーシスの阻害に作用しないと、結論付けた。
ネクロトーシスシグナル化による自食作用の活性化
自食作用、大規模タンパク質分解および異化メカニズムは、カスパーゼ-非依存性細胞死に関わるとされているが、その機能的役割は、論争の主題として残されたままである。ネクロトーシスジャーカット細胞のEM分析では、自食作用を暗示する、高電子密度の物質で満たされた二重膜で包まれたベシクルの存在が示された(図28B)。それ故、ネクロトーシスでの自食作用の役割について、さらに研究した。自食作用のマーカーとして、オートファゴソーム(autophagosome)形成において初期に重要な役割を演じることが分かった、微小管-関連タンパク質1軽鎖3(LC3-II)のホスファチジルエタノールアミン(PE)-結合形の出現を用いた。実際、自食作用は、LC3-IIのレベルの増加によって示されるが、TNFαで処理したFADD-欠損ジャーカット細胞およびL929細胞(図28C)、TNFα-zVAD.fmkまたはFasL-zVAD.fmkで処理したBALB/c 3T3細胞(図28D)、ならびにTNFzVAD.fmkで処理したU937細胞を含む、多数のネクロトーシス系で誘導された。LC3-IIの生成が、LC3のLC3-I型への切断とそれに続くそのPEへの結合を含む、多段階プロセスによるものであるにもかかわらず、試験したすべての細胞型で中間体LC3-I種が検出されず;このことは、前後関係から、LC3-IIに素早く処理されうることを示唆している。しかしながら、ネクロトーシスは、自己融解-欠損Atg5−/− MEF細胞(図28F)内、および重要な自食作用因子ベクリン-1がRNAiによってノックアウトされた細胞(図28Gおよび図28H)内において、自食作用阻害剤である3-メチルアデニン(3-MA)の存在下で正常に進んだ。これらの結果は、ネクロトーシス細胞死への寄与因子と言うよりむしろ、ネクロトーシスの共通の下流の結果としての自食作用を立証する。他方、自食作用の阻害は、ジャーカット細胞の最終死に効果を有さなかったが、高電子密度細胞質物質の特記すべき蓄積を生じ(図28B)、細胞デブリが除去できなかったことを示している。特記すべきは、Nec-1での処理は、ネクロトーシスLC3-II誘導、ならびに自食作用ベシクルの形成を有効に遮断した(図26F、図28Cおよび図28D)のに対して、自食作用の古典的誘導物質である、ラパマイシンを原因とするLC3-IIの誘導に影響を与えず(図28D)、結果として、Nec-1は、自食作用の上流のネクロトーシスシグナル化工程を阻害するが、自食作用それ自身を阻害しないことが示される。
ネクロスタチンによるRIP-誘導ネクロトーシスの阻害
以前の分析から、DR-媒介タンパク質RIPのキナーゼ活性は、他のDR-依存経路からネクロトーシスを分ける分岐点として役立つことが示唆された。実際、二量体化した全長のRIPまたは単独のそのキナーゼドメインは、キナーゼ-依存性ネクロトーシス細胞死を誘導するに十分であり、これはNec-1によって阻害された(図29);この結果から、Nec-1はDRシグナル化のネクロトーシス支流に特異的に影響することが確認された。これらを合わせると、我々の結果は、DRの下流であるが、ミトコンドリア機能不全、原形質膜完全性の消失および細胞デブリの自食作用的クリアランスを含む、多数の実行イベントの上流の、重要な共通のネクロトーシス工程を、Nec-1が標的としていることを立証している。
ネクロトーシスは虚血性神経障害に貢献する
ネクロトーシスの阻害におけるNec-1の厳格な特異性に刺激され、Nec-1を用いて、インビボでのネクロトーシスの以前から未知の役割を調査した。虚血性障害を原因とする神経細胞死は、実質的な非アポトーシス成分を含むことが知られており、虚血性脳障害でのDRの関与が示唆された。それ故、虚血性脳障害は、アポトーシスに最適でないが、ネクロトーシスに適した条件を作り出すであろうと仮説を立てた。
虚血性脳障害におけるネクロトーシスの関与を試験するために、マウスの中大脳動脈閉塞(MCAO)(middle cerebral artery occlusion)から生ずる虚血性障害へのNec-1の効果を調べた。Nec-1の脳室内投与は、MCAO後の梗塞容量を有意に減少させ(P<0.05)、ネクロトーシスはこの型の病的死に関与し得ることを示唆した(図30A)。さらなる詳細な分析を行うため、インビトロでより大きい活性を示した7-Cl-Nec-1にスイッチした。7-Cl-Nec-1もまた、梗塞容量の有意な(P<0.05)用量依存減少、およびMCAO後の神経学的スコアで比例した改善を提供した(図30B)。
次に、インビボでの7-Cl-Nec-1活性の特異性について試験した。インビトロでネクロトーシスを遮断するがアポトーシスを遮断しないNec-1の特異性と一致して、7-Cl-Nec-1での処理は、虚血性脳障害中のカスパーゼ-3活性化を遮断しなかったが、zVAD.fmkは遮断した(図30C)。さらに、zVAD.fmkと7-Cl-Nec-1の同時投与は、有意(P<0.05)な相加効果を生じた(図33)が、処理の組み合わせによる神経保護の全範囲について評価するためには、広範囲での最適化が必要であろう。さらに、7-Cl-Nec-1は、血液の酸素およびCOレベル、体温または大脳血流に効果を有さず、一般的生理機能への非特異的効果を通しての虚血性細胞死を防御するものではないことを示した。
インビボでのNec-1の作用様式を確認するために、虚血性脳障害に対するその保護の構造-活性相関分析を行った。第一に、1つのメチル基を欠いたNec-1の不活性誘導体であるNec-1i(図27D)は、梗塞容量に有意な効果を有さなかった(図30A)。第二に、インビトロで7-Cl-Nec-1(図27D)と類似した抗ネクロトーシス活性を有する、7-Cl-O-Nec-1(図27D)は、インビボでは7-Cl-Nec-1と区別できない活性を示した(図30D)。これらのデータから、インビトロでのネクロトーシスの阻害とインビボでの7-Cl-Nec-1の抗虚血活性との間に厳格な相関が示され、Nec-1による神経保護がネクロトーシスの阻害を通して成し遂げられると言う我々の仮説に強い支持をもたらす。
特記すべきことに、7-Cl-Nec-1の保護効果は、zVAD.fmkの投与がもはや梗塞容量を減少しない時点(図30F)である、障害発症後6時間に化合物を投与した場合でさえ容易に検出できた(図30E)。インビボでの7-Cl-Nec-1による神経保護のこの延長された時間枠は、虚血性脳障害中のネクロトーシス誘導の遅れを反映し得ると理由付けた。この仮説を確認するために、インビトロでの分析で、この出来事がネクロトーシスと関連することが示唆されたので、MCAO中のLC-IIの誘導について分析した。LC3-IIは虚血性脳障害後に誘導されることがあきらかであるが、閉塞後8時間まで、最大レベルに到達しないことが分かった(図30G)。さらに、閉塞後4および6時間での7-Cl-Nec-1の遅い注射は、8時間の時点でのLC3-IIの増加を、なお有効に遮断し(図30H)、このことは、インビボでのLC3-IIの遅い誘導は、ネクロトーシスの遅い活性化を反映していることを確認するものである。
Nec-1およびその誘導体の製造
Nec-1は、Sigma-Aldrichから商品として入手できる。
我々は、本技術分野で既知の方法に従って、Nec-liを製造した(例えば、Suzukiら、Can.J.Biochem.,55:521-527、1977を参照の事)。我々は、スキーム1に従って、7-Cl-Nec-1を製造した。
スキーム1
Figure 2009521454
ジメチルアミン(2.05ml、16.3mmol、40%溶液)を、酢酸(13.6ml)およびホルムアルデヒド(0.340ml、4.5mmol、37%溶液)の混合物に、アルゴン下で加えた。反応混合物を10分間攪拌し、次に7-クロロインドール(I-1)(604ml、4.0mmol)で処理した。得られた混合物を室温で〜16時間攪拌した。最初に、反応混合物をKCOで中和し、次にNaOH(2N)で塩基性にし、さらに酢酸エチルで抽出し、水で洗浄し、乾燥させ、濃縮した。得られた固体を酢酸エチルおよびヘキサンから再結晶し、(I-2)を得た:収率86%、mp136℃−138℃
Figure 2009521454
(I-2)(2.8mmol)、2-ホルミルアミノ-マロン酸ジエチルエステル(3.1mmol)、およびNaOH(30mg)の懸濁液を、トルエン(20ml)中、アルゴン下で3日間還流した。反応混合物を濃縮し、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーで、40%酢酸エチル-ヘキサンを用いて精製し、(I-3)を得た:収率65%、mp170℃−174℃
Figure 2009521454
THF中の(I-3)溶液を、NaOH(300mg、10ml水中)と共に、室温で24時間処理した。酢酸(5ml)で混合物をゆっくりと酸性にし、次に、24時間還流した。反応混合物を真空下で濃縮し、希HCl(10ml、3M)で処理し、次に再度、〜16時間、還流した。反応物を室温に冷却し、2M KOHでpHを6.0に調整した。形成された白色固体をろ過し、水で洗浄し、真空下で乾燥させ、(I-4)を得た:収率83%、mp236℃−239℃
Figure 2009521454
塩化チオニル(0.09ml、1.2mmol)を、無水メタノール3ml中に0℃で溶解し、次に、この溶液を粗(I-4)(200mg、0.5mmol)を含むフラスコに加えた。−5℃で4時間攪拌した後、反応混合物を室温に暖め、一晩攪拌し、濃縮した。白色固体を集め、酢酸エチルで洗浄し、真空下で乾燥した。生成物(i-5)はさらに精製することなく、直接用いた。
ジクロロメタン(10ml)中の(I-5)溶液(1.0mmol)に、トリエチルアミン(0.1ml)、次にメチルイソチオシアネート(7.4mg、0.1mmol)を加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌し、その後濃縮した。得られた残留分をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで、ヘキサン中の30%酢酸エチルを用いて精製し、(7-Cl-Nec-1)を得た:mp249℃−253℃
Figure 2009521454
(7-Cl-Nec-1)の 酸素含有誘導体(7-Cl-O-Nec-1)を、スキーム2に従って製造した。
スキーム2
Figure 2009521454
塩化ホスホリル(0.66ml、7mmol)を、0℃、アルゴン下で、無水DMF(5ml)に滴下で加えた。次に、無水DMF(15ml)中の(I-1)(1g、6.6mmol)溶液を、室温で滴下し、得られた混合物を2時間攪拌した。反応混合物を氷および飽和NaHCO中に注ぎ、酢酸エチルで抽出した。合わせた有機溶液を飽和NaCl(10ml×3)で洗浄し、無水MgSO上で乾燥し、ろ過し、濃縮すると、990mgの生成物(I-6)が黄橙色の固体として得られた(83%)。
Figure 2009521454
ピペリジン(2ml)中の(I-6)(1mmol)および1-メチルイミダゾール-2,5(1,3H)-ジオン(Janinら、Eur.J.Org.Chem.,2002:1763-1769、2002で用いられた方法に従って合成した)(250mg、2.5mmol)の混合物を、110℃で4時間、アルゴン大気下で加熱した。次に、反応混合物を、冷蔵庫(〜5℃)中、エーテル(2ml)を加えて、冷却した。沈殿物をろ過し、エーテルで洗浄すると、(I-7)が得られた。
Figure 2009521454
CoCl(1.0mmol)およびNaBH(10mmol)を、無水MeOH/THF(1:1、40ml)の混合溶媒中の(I-7)(0.5mmol)溶液に、分割して加えた。混合物を、室温で一晩攪拌し、次に、酢酸エチル(100ml)で希釈した。混合物を、飽和NaHCO(30ml)、1N HCl(30ml)、飽和NaCl(30ml)で順次洗浄し、次に無水MgSO上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(7-Cl-O-Nec-1)を得た:
Figure 2009521454
zVAD-fmkおよびTNFαに応答した細胞の壊死
zVAD-fmk(カスパーゼ阻害剤)およびTNFα(細胞死刺激剤)の組み合わせ処理に応答した壊死の発生について、細胞株U-937およびBALB/c 3T3をアッセイした。細胞(5×10細胞/ml)を、zVAD-fmk(100μM)およびヒトTNFα(40ng/ml)に、72時間さらした。TNFαに応答した細胞内ATPレベルを測定することにより、壊死の誘導をアッセイした(Crouchら、上記、Storerら、上記、およびCreeら、上記)。壊死した細胞は、未処理、zVAD-fmk(100μM)単独、またはヒトTNFα(40ng/ml)単独で処理された対照細胞と比較して、細胞内ATPの減少を示した。細胞は、zVAD-fmkおよびTNFαで処理することに応答して壊死することが分かった。また、例えば、膜ブレブ形成(membrane blebbing)および核濃縮について細胞を分析することにより、アポトーシスまたは壊死の発生について、細胞を形態学的に観察した。
壊死を減少させる小分子の同定
U-937細胞株を用いて、zVAD-fmkおよびTNFαに細胞をさらすことにより誘導される壊死を減少させる化合物の能力について、16,000の小分子化合物のライブラリーを、スクリーニングした。このスクリーニングに用いられた化合物のライブラリーは、ChemBridge(ChemBridge Corporation,San Diego CA)から得られた。
一次スクリーニングでは、最初に、U-937細胞(5×10または7.5×10細胞/ml)をzVAD-fmk(100μM)にさらした。30分後、同細胞を当該ライブラリーからの化合物(5mg/ml、0.1-0.5μlのDMSOに溶解し、最終DMSO濃度0.3%-1.5%を与えた)にさらした。さらに30分後、TNFα(40ng/ml)を細胞培地に加えた。次に、細胞を37℃で72時間インキュベートし、その後、細胞内ATPレベルをアッセイした。細胞内ATPレベルの減少を防がなかった化合物は、zVAD-fmkおよびTNFαで細胞を処理することに応答した壊死を防がなかった化合物であった。細胞内ATPレベルを維持した化合物は、zVAD-fmkおよびTNFαにより引き起こされた壊死を遮断する化合物であった。
一次スクリーニングの結果により、zVAD-fmkおよびTNFαで誘導される壊死を減少させる50化合物を、当該ライブラリーから同定した。これらの化合物を、zVAD-fmkおよびTNFαで誘導される壊死を減少させる化合物についての二次スクリーニング用に選択した。
二次スクリーニングでは、zVAD-fmkおよびTNFαで誘導される壊死を減少させる、上記一次スクリーニングから同定された化合物を、その能力についてアッセイした。おのおのの化合物について一連の希釈を行い、化合物を、一次スクリーニングのように、U-937細胞に投与した。個々の化合物の濃度は、70μM、23μM、8μMおよび2.5μMであった。zVAD-fmkおよびTNFαならびに様々な濃度の化合物に応答して起こる壊死のレベルを、一次スクリーニングについて上記したようにアッセイした。
二次スクリーニングの結果では、zVAD-fmkおよびTNFαに細胞をさらすこと応答した壊死を減少させる、ChemBridgeライブラリーからの4化合物、ChemBridge化合物番号115807、115681、210227および215686、を同定した。これらの化合物の構造は、以下の通りである:
Figure 2009521454
zVAD-fmkおよびDMSOにさらすことによる壊死からの細胞の保護
zVAD-fmk(100μM)およびDMSO(0.5%)に低濃度U-937細胞(1×10細胞/ml) を72時間さらすと、結果として壊死による細胞死が起こる。zVAD-fmkおよびTNFαによって引き起こされる細胞壊死を減少させることが同定された化合物、ケンブリッジ化学ライブラリー(ChemBridge chemical library)からの化合物115807、115681、210227および215686はまた、zVAD-fmkおよびDMSOによって誘導される細胞壊死を減少させる能力について評価された。細胞(1×10細胞/ml)を、最初にzVAD-fmkにさらし、30分後、壊死を減少させた上記で同定した小分子にさらした。さらに30分後、細胞をDMSOにさらした。化合物にさらした72時間後、上記の方法に従って、細胞内ATPレベルを測定した。zVAD-fmk/TNFαによって誘導される壊死を減少させた4つの化合物はすべて、zVAD-fmk/DMSOによって誘導される壊死をもまた、減少させた。
式(XXII)化合物の製造
壊死阻害剤として同定された一つの化合物は、ケンブリッジ化合物番号210227(Nec-3)であった。この化合物の類似体についてはすでに記述があり(El-RayyesおよびAl-Jawhery、J.Heterocyclic Chem.,23:135-140、1986;SinhaおよびRstogi、Indian J.Chem.,308:684-692、1991;Szollosyら、J.Chem.Soc.,Perkin Trans.,2、1991:489-493)、本構造クラスについて報告された生物学的活性には、弱い抗アメーバ活性が含まれる。
本発明では、ケンブリッジ化合物番号210227の新規類似体を製造し、式(XXII)で表す。一例では、式(XXII)の化合物の合成の開始点を式(XXIII)のテトラロンを用いて開始し、該テトラロンは、市販品を用いるか、または当業者らに既知の方法(例えば、Zubaidhaら、Tetrahedron 47:5759、1991;Kumar、Organic Preparations and Procedures International、29:477-79,1997;および、Cuiら、Tetrahedron Lett.,44:4007-4010,2003を参照されたい)によって製造できる。
Figure 2009521454
式(XXIII)化合物は、 触媒量の(例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはピペリジンのような) 塩基、または(例えばHSO、HPOあるいはHClのような)酸の存在下、アルコール溶媒中で、芳香族またはヘテロ芳香族アルデヒドR-CHOとの縮合によって、それぞれ2-アリーリデン-または2-ヘテロアリーリジン-1-テトラロン(XXIV)に転化され、式(XXIV)化合物:
Figure 2009521454
式中、ZはCHであり、RはHである:
を製造できる。
次に、式(XXIV)化合物を、ヒドラジンおよび、例えばRCOH(式中、Rは所望により置換されたC1−12アルキル、所望により置換されたCまたはC10アリール、所望により置換されたC2−9ヘテロアリール、所望により置換されたC7−16アラルキル、または、所望により置換されたC2−15ヘテロアラルキルである)の様なカルボン酸と反応させて、式(XXII)化合物を製造できる:
Figure 2009521454
(式中、ZはCHであり、RはHであり、Rは−C(O)Rであり、式中、Rは前に定義したとおりであり、(a)で表される結合は二重結合であり、R、R、R、RおよびRは、前に定義の通りである。)。
この反応では、通常シスおよびトランス異性体の混合物が形成されるが、その後本技術分野で既知のクロマトグラフィー技術によって分離することができる。
代わりの方法として、式(XXIV)の化合物をヒドラジンのみと、またはヒドラジンおよび(例えば、トリメチル酢酸のような)立体障害カルボン酸と反応させて、式(XXII)化合物(式中、RはHである)を製造することもできる。ヒドラジンとの反応を、カルボン酸不在下で行う場合、トランス異性体が優勢に形成される(即ち、C3とC3aの水素がトランスである)。カルボン酸存在下では、通常シスとトランスの混合物が形成されるが、後にクロマトグラフィー技術によって分離できる。次に、Rを持つ窒素原子を、例えば塩化アシルのような活性化カルボン酸またはチオカルボン酸でアシル化して、式(XXII)化合物(Rは−C(O)Rまたは−C(S)Rである)を形成でき;クロロホルメートと反応して、式(XXII)化合物(Rは−C(O)ORである)を生成でき;ホスゲンまたはチオホスゲンと反応し、次にアミンと反応して式(XXII)化合物(Rはそれぞれ−C(O)NR10または−C(S)NR10である)を生成できる;または、塩化スルホニルと反応して式(XXII)化合物(Rは−S(O)Rであり、RおよびR10は、前に定義の通りである)を生成できる。
式(XXII)化合物(Zは一重結合であり、エチレン部分、酸素原子、硫黄原子、または窒素原子を含む)を製造するために、式(XXIII)の化合物を式(XXIV)化合物に転化するための前述した方法と類似の方法で、芳香族またはヘテロ芳香族アルデヒドR-CHOを、アルコール溶媒中、触媒量の塩基または酸を用いて、式(XXV)の1-インダノン、式(XXVI)の1-ベンゾスベロン、式(XXVII)の4-クロマノン、式(XXVIII)の1-チオ-4-クロマノン、または式(XXIX)のキノリノンとそれぞれ反応させることができる。次に、得られた式(XXIV)のα,β-非置換ケトンを、ヒドラジンと反応させ、次に、前述のように、R置換基を形成する試薬と反応させることができる。
Figure 2009521454
ZがS(O)またはS(O)である式(XXII)化合物を製造するために、式(XXVIII)化合物を、(例えばジメチルジオキシランのような)酸化剤で処理し、得られたスルホキシドまたはスルホンは、前述のように、R-CHOで、次にヒドラジンおよびR-COHで処理することによって前進した。
(a)によって示される結合が一重結合である式(XXII)化合物は、(a)によって示される結合が二重結合である対応する式(XXII)の化合物を、触媒的水素化法で、還元することによって得ることができる。
式(XXII)化合物の製造に用いられる任意の合成工程において、非所望の反応から反応官能性を保護する必要がある場合には、置換基R1、R2、R3、R4、R5又はR6の内のいずれかを、Greene“Protective Groups In Organic Synthesis、第三版”(John Wiley & Sons,New York、1999)(本明細書中に参照として取り入れる)に記載の方法に従って、保護できる。
式(XXII)化合物の例を表6に示す:
Figure 2009521454
(式中、(a)によって示される結合は二重結合であり、R4およびR7はそれぞれHであり、R5
Figure 2009521454
であり、R6は−C(O)R9であり、Z、R2、R3、R5a、R5b、R5c、R5dおよびR9は、それぞれ表に示すとおりである。)。
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
式(XXII)化合物のその他の例を、以下のものからなる化合物の群から選択できる:
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
(式中、C3およびC3aの水素の相対立体化学は、示したとおりであり、これらのキラル中心での絶対配置は両鏡像異性体を許容する。)。
式(XXII)化合物による壊死の阻害
式(XXII)化合物を、実施例18の二次スクリーニングに記載の方法に従って、抗壊死活性について、アッセイしたが、アッセイには試験化合物をより低い濃度で用い、U-937細胞の代わりにヒトジャーカット T細胞を用いた。最初に、化合物ライブラリーを、ヒトB細胞株U-937中、zVAD存在下でTNFαによって誘導される細胞死の阻害について、スクリーニングした。壊死阻害剤として同定された一つの化合物は、(140)であった。最初の試験サンプルは、ジアステレオマーの混合物であった。(140)の誘導体のいくつかは、文献中に報告されている(El-Rayyes,N.R.;Al-Jawhery,A.J.、J.Heterocyclic Chem.1986、23,135-140;Sinha,A.K.;Rastogi,S.N.Indian J.Chem.,1991、30B、684-692;Sozollosy,A;Toth,G.;Lorand,T.;Konya,T.;Aradi,F.;Levai,A.、J.Chem.Soc.Perkin Trans.,2、1991、489-493)。
この構造クラスについてそれら科学文献中に報告された生物活性には、弱い抗アメーバ活性が含まれる。
Figure 2009521454
トランス異性体(5)およびシス異性体(4)の製造方法を、以下のスキーム3に概説した。最初に、6-メトキシテトラロン(I-8)を、塩基(水酸化ナトリウム)存在下でp-フルオロベンズアルデヒド(I-9)と反応させると、カルコン(I-10)が得られた。次に、この物質を、過剰酢酸存在下でヒドラジン水和物で処理すると、ジアステレオマー(5)および(4)が製造された。これらの化合物は、容易に分離された。また、スキーム4に概説したような、代わりの合成方法も用いた。テトラロン(I-8)を4-メトキシベンズアルデヒド(I-11)で処理すると、カルコン(I-12)が製造された。次に、カルコンを、過剰なトリメチル酢酸存在下でヒドラジン水和物と反応させると、ジアステレオマー(I-13)と(I-14)が製造され、これらが分離された。トリメチル酢酸のような有機酸の非存在下では、トランス異性体(I-13)のみが形成された。次に、それぞれのジアステレオマーを酢酸無水物および触媒量のDMAP(4-ジメチルアミノピリジン)と反応させると、それぞれ(20)および(19)が得られた。
スキーム3
Figure 2009521454
スキーム4
Figure 2009521454
また、ヒトジャーカットT細胞、細胞死を誘導するFasリガンド、およびアポトーシス経路を阻害するzVADを用いた、別の壊死アッセイでも化合物を試験した。36時間後、細胞生存度を、市販のCell Titer ATP細胞生存度アッセイ(Promega)によって測定した。(4)/(5)および(19)/(20)の場合、シス異性体(4)(図34A)および(19)だけが(図34B)、効率的に壊死を阻害し、高い細胞生存度をもたらすことが分かった。
上記のように、構造-活性-相関(structure-activity-relationship)(SAR)の研究を、抗壊死活性を高めるために、行った。製造されアッセイされた化合物には、化合物(1)−(217)(例えば、表6に列挙された化合物および以下に示す化合物)が含まれる。これら化合物は、(4)、(5)、(19)および(20)の製造に用いられた方法と類似した方法を用いて、製造された。化合物(135)、(136)および(137)を、スキーム5に示す方法に従って、製造した。
スキーム5
Figure 2009521454
(19)が壊死から神経細胞を保護できることをさらに確かめるため、zVAD存在下、2つの異なる神経毒を用いて、ヒト神経芽腫細胞株SH-SY5Yで試験した。細胞死は、アルツハイマー病の細胞モデルであるβ-アミロイド、およびパーキンソン病の細胞モデルであるメチルピリジニウムイオン(MPP+)によって誘導された。両例では、化合物は、細胞内ATPレベルによって測定されるように、毒性の減少に有効であった(図35Aおよび35B)。
本明細書に記載された化合物は、細胞が毒素(例えば、Fasリガンド、MPP+、または-β-アミロイド)でチャレンジされ、アポトーシス経路がzVADの付加により妨げられる場合に、細胞生存度の維持に有効である細胞壊死阻害剤である。この保護は、ヒト神経細胞およびヒトT細胞のような、異なる細胞型でも認められた。本明細書に記載された化合物は、急性または慢性の神経病にかかったヒトの治療のための治療薬として(単独または他の化合物との組み合わせで)有効でありうる。さらに、本発明の化合物は壊死による細胞死の誘導に必須な新規の分子標的のアッセイ開発に有効でありうる。
化合物の製造および特徴づけ
2-アリーリデン-1-テトラロン類および2-(アリーリデン)-コマン-4-オン類の一般的合成法を、2-(4-フルオロベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロンを例として説明する:エタノール(20ml)中の7-メトキシ-1-テトラロン(1.760g、0.01mol)および4-フルオロベンズアルデヒド(1.240g、0.01mol)溶液に、NaOH(0.012mol、8N)を、 室温でゆっくり加えた。混合物を2時間攪拌した。沈殿した固体をろ過により集め、次に、エタノール、水、再度エタノールで順次洗浄した。固体を真空中で乾燥させると、2-(4-フルオロベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(2.485g、88%)が得られた:mp129℃―130℃
Figure 2009521454
3,3a-トランスおよび3,3a-シス N-アセチル-1-[3-(アリール)-3,3a,4,5-テトラヒドロ-ベンゾ[g]インダゾール]類およびN-アセチル-1-(3-アリール-3a,4-ジヒドロ-3H-クロメノ[4,3-c]ピラゾール)類の一般的製造法を、(4)および(5)を例として説明する:2-(4-フルオロベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(0.300g、0.001mol)、ヒドラジン水和物(0.3ml)の酢酸(3ml)中溶液を、120℃で15時間還流した。反応混合物を濃縮し、次に酢酸エチル中に溶解した。有機層を、水、飽和NaHCO3水溶液、水および食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、さらに濃縮した。得られた残留物をシリカゲルカラム、酢酸エチル:ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、(5)(0.051g、21%)および(4)(0.109g、45%)が得られた。収率は、出発物質(95mg)の回収を基にした。
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
(11)の製造:エタノール(10ml)およびメタノール(5ml)中の(23)(0.260mg、0.71mmol)、5% Pd-C(25mg)の混合物を水素大気下で2日間攪拌した。混合物をろ過し、酢酸エチル、酢酸で順次洗浄した。ろ過物を集め、濃縮した。得られた固体を酢酸エチルから再結晶化すると、(11)(0.205g、86%)が得られた:
Figure 2009521454
(10)の製造:酢酸エチル(20ml)中の(28)(0.370mg、0.86mmol)、5%Pd-C(10mg)混合物を水素大気下で20時間攪拌し、次にセライトのパッドを通してろ過した。次に、セライトを酢酸エチル、酢酸で順次洗浄した。ろ過液を合わせて濃縮した。得られた固体を酢酸エチルから再結晶化すると、(10)(0.185g、63%)が得られた:
Figure 2009521454
(12)の製造:アルゴン大気下、ジクロロメタン(5ml)中の(10)(0.100g、0.28mmol)溶液に、−78℃でBBr3(1.0ml、ジクロロメタン中の1.0M溶液)を加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌し、その後HClの氷冷溶液(1.0N)に注いだ。混合物を酢酸エチルで抽出した。有機層を水で洗い、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。得られた固体を酢酸エチルから再結晶化すると、(12)(0.062g、67%)が得られた:mp.164−67℃
Figure 2009521454
(26)および(25)の製造:ギ酸(20ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(2.0g、0.0068mol)、ヒドラジン水和物(2.0ml)の溶液を、120℃で2日間加熱した。反応混合物を濃縮し、次に酢酸エチルで抽出した。有機層を、水、飽和NaHCO3、水、食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、その後濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、化合物(26)(0.740g、32%)および(25)(0.905g、40%)が得られた。
Figure 2009521454
(79)および(39)の製造:プロピオン酸(5ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(0.500g、1.7mmol)およびヒドラジン水和物(0.5ml)水溶液を140℃で2日間還流した。反応混合物を濃縮し、残留物を酢酸エチル(25ml)中に溶解した。混合物を、水、飽和NaHCO3水溶液、および水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、さらに濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル:ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、(79)(0.217g、35%)および(39)(0.252g、41%)が得られた。
Figure 2009521454
3,3a-トランス及び3,3a-シスN-置換-1[3-(アリール)-3,3a,4,5-テトラヒドロ-ベンゾ[g]インダゾール]類の一般的製造法を、(138)および(85)を例として説明する: エタノール(5ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-1-テトラロン(1.0g、0.0034mol)、トリメチル酢酸(5.0g)、ヒドラジン水和物(10ml)の溶液を6時間還流し、次に濃縮した。得られた残留物を酢酸エチル(20ml)に溶解し、次に水で洗浄した。有機層を、飽和NaHCO3溶液(250ml)にゆっくり注いだ。得られた溶液を、メチル-5-クロロ-5-オキソバレレート(0.410ml、0.01mol)でゆっくり処理した。混合物を、室温で30分間攪拌した。酢酸エチル層を分離し、水、食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、化合物(138)(37%)および(85)(23%)が得られた。
Figure 2009521454
Figure 2009521454
3,3a-トランスおよび3,3a-シス 2-アセトキシ-1-[8-メトキシ-3-(4-メトキシ-フェニル)-3.3a,4,5-テトラヒドロ-ベンゾ[g]-インダゾール-2-イル]-プロパン-1-オン((139)、(100)および(101))の製造:エタノール(5ml)中の2-(4-メトキシ-ベンジリデン)-1-テトラロン(1.1g、0.0037mol)、トリメチル酢酸(6.0g)、ヒドラジン水和物(1.1ml)の溶液を6時間還流し、真空下で濃縮した。得られた残留物を、酢酸エチル(200ml)中に溶解し、ゆっくりと、飽和NaHCO3溶液(200ml)上に注ぎ、得られた溶液を、ゆっくり、(S)-アセトキシ-プロピオニルクロリド(2.350ml、0.018mol)で処理し、室温で30分間攪拌した。酢酸エチル層を分離し、水、食塩水で洗浄し、Na2SO4上で乾燥、濃縮した。残留物をシリカゲルカラム上、酢酸エチル-ヘキサン(35%)を用いて精製した。初期のフラクションは、(139)(0.440g、28%)を含み、後方のフラクションは、(100)(0.508g、32%)および(101)(0.130mg、8%)を含んでいた。
Figure 2009521454
(102)の製造: メタノール(5ml)中の(103)(0.50g、0.11mmol)溶液にNaOH(50%、1ml)を室温で加えた。反応混合物を室温で23時間攪拌した。次に、酢酸エチルで希釈した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、(102)(0.027g、60%)が得られた:
Figure 2009521454
(103)の製造: メタノール(5ml)中の(101)(0.50g、0.11mmol)の溶液に、NaOH(50%、1ml)を室温で加えた。反応混合物を室温で23時間攪拌した。次に、酢酸エチルで希釈した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、(103)(0.031g、69%)が得られた:
Figure 2009521454
(98)の製造: ジクロロメタン(5ml)中の(102)(80mg、0.21mmol)、N-メチルモルホリン-オキシド塩酸(75mg、0.63mmol)溶液に、テトラプロピルアンモニウムパールテネート(5mg)を加え、室温で5分間攪拌した。次に、これをろ過し、濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤25%酢酸エチル-ヘキサンを用いて精製すると、(98)(62g、78%)が得られた:
Figure 2009521454
(48)の製造: メタノール(10ml)中の(47)(0.150g、0.36mmol)溶液に、NaOH(50%、2ml)を室温で加えた。反応混合物を室温で24時間攪拌し、酢酸エチルで希釈した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル:ヘキサン(4:6)を用いて、精製すると、(48)(0.105g、78%)が得られた:
Figure 2009521454
3,3a-シス-1-[3-(アリール)-3,3a,4,5-テトラヒドロ-ベンゾ[g]インダゾール]類のN-アリールカルボン酸の一般的製造法を、(86)を例として説明する:メタノール(10ml)およびTHF(5ml)中の(85)(0.185g、00.42mmol)の溶液に、NaOH(10N、1ml)を室温で加えた。反応混合物を室温で3時間攪拌し、酢酸エチルで希釈した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた固体を酢酸エチル−ヘキサンから再結晶すると、(86)(0.154g、86%)が得られた:
Figure 2009521454
3,3a-シス-1-[3-(アリール)-3,3a,4,5-テトラヒドロ-ベンゾ[g]インダゾール]類のN-アリルカルボキサミドの一般的製造法を、(87)を例として説明する:アルゴン大気下、CH2Cl2(10ml)中の(86)(0.120g、0.28mmol)、HUBT(0.108g,0.28mmol)、1-[3-ジメチルアミノ]プロピル-3-エチル-カルボジイミド(0.085g、0.28mmol)およびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(0.1ml、0.56mmol)の懸濁液に、モルホリン(0.050ml、0.58mmol)を室温で加えた。反応混合物を室温で16時間攪拌した。反応混合物をジクロロメタン(20ml)で希釈し、有機層をHCl(1N)、水、食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル:ヘキサン(8:2)を用いて精製すると、(87)(0.106g、75%)が得られた:
Figure 2009521454
3,3a-トランスおよび3,3a-シス-1-[3-(アリール)-3,3a,4,5-テトラヒドロ-ベンゾ[g]インダゾール]類のN-チオウレアまたはN−ウレアの一般的製造法を、(117)を例として説明する:エタノール(30ml)および濃HCl(2ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(0.850g、0.0028mol)およびチオセミカルバジド(0.790g、0.0084mol)の懸濁液を、6時間還流した。得られた溶液を室温に冷やした。固体沈殿物をろ過し、エタノールで洗浄し、エタノールで再結晶すると、(117)(0.985g、96%)が得られた
Figure 2009521454
(119)の製造: エタノール(10ml)中の(117)(0.5g、1.3mmol)およびヨウ化メチル(1.0ml)溶液を2時間還流した。反応混合物を1/4容量に濃縮すると、固体沈殿物が得られた。混合物をろ過し、固体を冷エタノールで洗浄すると、シス-8-メトキシ-3-(4-メトキシフェニル)-3,3a,4,5-テトラヒドロベンゾ[g]インダゾール-2-カルボキシミドチオ酸メチルエステルヨウ化水素(565mg、85%)が得られ、さらに精製することなく用いた。エタノール中のシス-8-メトキシ-3-(4-メトキシフェニル)-3,3a,4,5-テトラヒドロベンゾ[g]インダゾール-2-カルボキシミドチオ酸メチルエステルヨウ化水素(175mg、0.34mmol)およびアンモニア(エタノール中の2.0N溶液、15ml)の溶液を60℃で16時間攪拌した。反応混合物を濃縮した。固体をメタノール:ジエチルエーテルから再結晶すると、(119)(105mg、88%)が得られた:
Figure 2009521454
(135)の製造:アセトニトリル中の(19)(800mg、2.2mg)溶液に、アルゴン大気下で、トリメチルシリルアジド(1.517ml、5.0当量)を加え、次に[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]-ベンゼン(2.948g、3.0当量)をゆっくり加えた。反応混合物を室温で24時間攪拌した。反応混合物を濃縮すると、こげ茶色の残留物が得られ、該残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(1:3)を用いて精製すると、(135)(252mg、29%)が得られ、出発物質(19)(45mg)が回収された。
Figure 2009521454
(136)の製造: 酢酸エチル(10ml)中の(135)(0.240g、0.61mmol)および10% Pd-C(50mg)の溶液を、水素(80psi)下で24時間攪拌した。反応混合物をセライトのショートカラムを通してろ過した。ろ過物を酢酸水溶液(50%、10ml)でトリチル化した。固体を酢酸エチル-水から再結晶すると、(136)(0.153g、59%)が得られた:mp116−19℃。
Figure 2009521454
(137)の製造: THF(10ml)中の(136)(210mg、0.57mmol)の溶液に、ギ酸(0.150ml)を0℃で加え、次にホルムアルデヒド水溶液(37%)をゆっくり加えた。反応混合物を24時間還流した。溶液を冷やし、NaOH水溶液(25%)で塩基性にし、酢酸エチルで抽出した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチルを用いて精製すると、(137)(105mg、47%)が得られた:
Figure 2009521454
(122)の製造: THF(5ml)中の(19)(180mg、0.51mmol)溶液に、LiAlH4(2.056ml、2.056mmol;1M/THF)を、室温で加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌し、次にメタノール、後に氷でクエンチした。反応混合物を酢酸エチルで抽出した。有機層を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として25%酢酸エチル-ヘキサンを用いて精製すると、(122)(30mg、17%)が得られた:濃厚油、
Figure 2009521454
他の化合物、例えば(6)、(7)、(8)、(9)、(17)、(18)、(21)、(27)、(29)、(30)、(32)、(33)、(35)、(37)、(38)、(40)、(41)、(42)、(43)、(44)、(45)、(46)、(81)、(83)、(88)、(96)、(99)、(106)、(107)、(108)、(109)、(110)、(111)、(112)、(114)および(116)を、本明細書中に記載の方法に類似した方法を用いて製造した。
zVAD-fmk/TNFα-またはzVAD-fmk/DMSO−誘導壊死での、Fas-関連死ドメインタンパク質の役割
支配的なネガティブ型のタンパク質Fas-関連死滅ドメイン(Fas-associated death domain)(FADD)を発現する細胞もまた、zVAD-fmk/TNFα-またはzVAD-fmk/DMSOでの処理に応答した壊死から細胞を護ることができる。ジャーカット細胞を、FADD-FKBP融合構築物(Kawaharaら、J.Cell.Biol.,143:1353-60、1998)で安定にトランスフェクトした。通常、その様な細胞は、FADDがマルチマー化(multimerize)されると、アポトーシスを受ける。しかしながら、これらの細胞は、カスパーゼ阻害剤zVAD-fmk存在下で、アポトーシスから保護されるが、代わりに壊死を受け、このことから、このシステムでのカスパーゼ活性へのアポトーシスの依存性、およびカスパーゼ非存在下での壊死の誘導が確認された。
安定にトランスフェクトされたジャーカット細胞(500,000細胞/ml)を、100μMのzVAD-fmk(1時間、前処理した) 、および壊死の減少が同定されたライブラリーからの化合物(DMSO中に溶解し、DMSOの最終濃度を0.5%とした;zVAD-fmkの30分後に加えた)の存在下、100nMのFKBP二量体化剤(Ariad Pharmaceuticals;FADD多量体化を刺激するために使用)で、48時間処理した。その後、細胞生存度を、細胞内ATPレベルを測定することによって評価した。小分子は、zVAD-fmk存在下で誘導される壊死からの保護を提供したが、zVAD-fmk不在下でFADD二量体化により誘導されるアポトーシスからの保護は提供しなかった。これらの結果から、FADDは、zVAD-fmk/TNFα-またはzVAD-fmk/DMSOに応答した壊死の媒介に関与する可能性があることが分かる。壊死を減少させる小分子は、FADDと相互作用して、zVAD-fmk/TNFα-またはzVAD-fmk/DMSOでの細胞の処理時に壊死を促進するFADDの正常機能を崩壊させることによって、機能しうる可能性がある。
壊死を減少させる小分子の細胞内標的の同定
壊死を減少させる小分子化合物と相互作用する細胞内分子を、多数の異なるストラテジーを用いて同定できる。それぞれのストラテジーは、細胞からの様々なタンパク質と、上記の方法に従って同定された壊死を減少させる小分子の間の相互作用を検出することを含む。壊死を減少させる小分子と相互作用するタンパク質を同定するために、小分子を、当業者らに既知の方法を用いて、ビーズと結合させて良い。それぞれのストラテジーは、zVAD-fmk/TNFα-またはzVAD-fmk/DMSOにさらされた細胞からのタンパク質を用いて、実行されるべきである。
一つのストラテジーでは、他のタンパク質中で、FADDを含むシグナル化複合体を、当業者らに既知の標準技術を用いて、免疫沈降して良い。次に、この複合体を、壊死を減少させる望ましい小分子化合物を含むビーズに加えて良い。壊死を減少させる小分子と相互作用するタンパク質を、複合体に含まれるタンパク質のウェスタンブロット検出によって、または分子生物学領域の当業者らに既知のその他の技術によって、同定されうる。検出された任意の結合相互作用は、壊死を減少させる小分子の標的が免疫沈降したFADD複合体内に存在することを示している。
壊死を減少させる小分子の標的を同定するための第二のストラテジーでは、細胞を分画し、標準的な分子生物学技術を用いて、様々な分画プールを化合物との相互作用について、アッセイされうる。壊死を減少させる小分子と相互作用するタンパク質のプールは、該プールが壊死を減少させる小分子の標的であるタンパク質を含むことを示している。壊死を減少させる小分子の標的は、当業者らに既知の技術を用いて同定され得る。
第三のストラテジーは、小プール発現スクリーニングシステムを含む。壊死を減少させる小分子の標的を、小分子がzVAD-fmk/TNFαまたはzVAD-fmk/DMSOによって誘発される壊死から保護する任意の細胞から同定できる。壊死を減少させる小分子の標的を同定するためのこの方法を、例えば、Lustigら(Method in Enzymology,283:83-99、1997)の方法に従って、行うことができる。この方法では、cDNAライブラリーを望ましい細胞株またはその他の望ましい源から作成する。次に、cDNAを、100クローンのプールに分け、cDNAを転写翻訳して、タンパク質と壊死を減少させる小分子との間の相互作用を検出するための、タンパク質プールを形成させた。壊死を減少させる小分子とライブラリータンパク質のプールとの間の相互作用は、分子生物学で標準的な技術、例えばSDS-PAGE、を用いて検出できる。
壊死を減少させる小分子の構造的誘導体
壊死を減少させる小分子に以下の修飾を行うことができ、例えばzVAD-fmk/TNFα-またはzVAD-fmk/DMSOによって誘導される、壊死を減少させるそれらの効果について評価した。
化合物115807を、例えば、ベンジル環内(例えば式(VII)のR1-R4位のいずれか又はすべての位置)へヒドロキシル、メチル、カルボキシ、メトキシル、アミノまたはニトロ基を導入することによって、修飾して良い。二重結合を、インドールとヒダントイン部分の間のリンカー内に導入しても良い(例えば、式(VII)内では、結合(a)および(b)の両方が二重結合でない限りにおいて、結合(a)、(b)または(c)が二重結合であって良い)。チオウレア部分を、還元またはアルキル化しても良い(例えば、該部分は−SHまたはSR8であってよく、式中、R8はアルキル基である)。インドールアミノ基を還元、アルキル化、またはアシル化しても良い(例えば、式(VII)中で、R5はCH3、CH3(CH2)(nは1−4である) 、およびHOOC-(CH2)n(nは1−4である)であってよい)。
Figure 2009521454
さらに、ヒダントイン3-メチル基を、様々な長さの直鎖または分枝鎖のアルキル基で、及び、ヒドロキシル、メチルまたはアシル官能基で置換して良い:例えば、以下の基が式(VII)のR7位に存在して良い;CH3、CH3(CH2)n(式中nは1−4である)、OH、またはHOOC−(CH2)n−(式中nは1−4である)。さらに、インドールとヒダントイン部分の間のリンカーCH2基を、アルキル化、アシル化、ハロゲン化またはヒドロキシル化することができる:例えば、式(VII)中、R7は、CH3、CH3(CH2)n(式中nは1−4である)、およびHOOC−(CH2)n(式中nは1−4である)であって良い。
Figure 2009521454
最後に、ヒダントインケトン部分をヒドロキシル基または水素に還元しても良い。
化合物210227を、例えば、ベンジル環(例えば、式(XX)のR1−R2またはR4-R9位の任意の位置)のいずれかまたは両方に、ハライド、またはヒドロキシルあるいはアミノ基を結合することによって、修飾して良い。C=N二重結合を還元して良く、またフッ化物を取り除く、あるいはヒドロキシル基あるいはその他のハライドで置換しても良い。
化合物215686を、例えば、2つの中心脂肪族二重結合を、共に、またはどちらかを独立的に還元することによって、修飾して良い。また、ケトンを還元しても良く、またはメトキシル基を、各々を独立的に、または一緒に、ヒドロキシル基で置換しても良い。
化合物115681を、例えば、以下の方法で修飾して良い。脂肪族二重結合または脂肪族ケトンを還元して良い。ニトロ基を、プロトン、ハライドまたはスルフェートで置換して良い。フラボン環内のC=O二重結合を還元して良い。また、フラボンに結合した1または2のいずれかの酸素も、取り除いても良い。
Nec-2化合物の合成スキーム
Nec-2化合物を、本技術分野で既知の方法(例えば、Revue Roumain de Chimie,30:245-8,1985;Indian Journal of Chemistry,Section B:Organic Chemistry Including Medicinal Chemistry,42B:145-149,2003;および、Russian Journal of Organic Chemistry(Translation of Zhurnal Organicheskoi Khimii),35:1516-1524,1999)に従って、作成できる。例えば、スキーム6を用いることができる。
スキーム6
Figure 2009521454
4-ヒドロキシ-3-ニトロベンズアルデヒド(Matrix ScientificまたはWako Pure Chemicalsから入手できる)を出発物質として用いると、Nec-2を上記スキームで製造できる。
Figure 2009521454
本発明のNec-2化合物、特に式(XVIII)化合物の製造に有用な3つのさらなる合成スキームを、以下のスキーム7,8および9に示す。
スキーム7
Figure 2009521454
スキーム8
Figure 2009521454
スキーム9
Figure 2009521454
Nec-3化合物での構造-活性相関
構造-活性相関(SAR)研究を、腫瘍壊死因子-α(TNF-α)誘導ネクロトーシスを阻害する一連の式(XXX)のNec-3三環式化合物について行った。
Figure 2009521454
化学
3-フェニル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール(X=CH2)、3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(X=O)および3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール(X=S)のような式(XXX)の化合物を、スキーム10に概説した方法に従って、それぞれ、1−テトラロン、4-クロマノンおよび4-チオクロマノンから製造した。例えば、式(XXXI)(X=CH2、OまたはS)の化合物を、水酸化ナトリウム存在下、芳香族アルデヒドと縮合すると、式(XXXII)のカルコン化合物が得られた。7-ニトロ-1-テトラロンおよび7-メトキシ-4-クロマノンの場合、4-アニスアルデヒドとの縮合は、酸性条件下で成し遂げられた。酢酸内でのヒドラジン水和物と式(XXXII)の化合物を処理すると、容易に分離可能な式(XXXIII)[即ち、(3R,3aS)-rel-異性体]、および式(XXXIV) [即ち、(3R,3aR)-rel-異性体]のジアステレオマーの混合物が得られた。5,5-ジオキソ-3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール(X=SO2)化合物は、相当する式(XXXIII)および式(XXXIV)の3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾールをm-クロロパーオキシ安息香酸(MCPBA)で酸化することによって、製造された。
スキーム10
Figure 2009521454
立体化学わりあてを、1H-NMR、1-D nOeおよびHH-COSY実験を用いて、確認した。例えば、化合物(141)を、3a-位(δ3.47-3.55)と3-位(δ5.66)のプロトン間の強いnOeおよび大きい結合定数(J=11.2Hz)から、(3R,3aR)-rel-異性体と、分析した。(3R,3aS)-rel-異性体(142)は、3a-位(δ3.16-3.23)と3-位(δ4.91)のプロトン間に弱いnOe、より小さい結合定数(J=9.2Hz)を有し、3a-位(δ3.20)のプロトンは、(3R,3aR)-rel-異性体の相当するプロトンと比較して、4’-メトキシフェニル環によって遮蔽されていた。
Figure 2009521454
(141)の3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール環の5-位を、スキーム11に示すように、修飾した。[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]-ベンゼンの存在下でのMe3SiN3を用いてのこのベンジル位へのアジドの導入を、Kitaらの方法(Synlett,427-428,1994)に従って行われ、29%の収率で(143)が得られた。また、この反応に、除去反応が伴うと、31%収率で(144)が得られた。次に、アジド(143)を、水素化することによってアミン(145)に還元し、その後、還元的アミノ化によって三級アミン(146)に転化した。(146)の5-位での相対的立体化学を、1H-NMRおよびHH-COSY実験によって立証した。(146)のジメチルアミンプロトン(δ2.21)は、3a-位のプロトン(δ4.03-4.09)との強い結合定数を有し、syn-関係を示している。
スキーム11
Figure 2009521454
三環式環の2-位に様々な置換基を有する誘導体もまた、製造した。化合物(147)および(148)を、スキーム10に従って合成したが、溶媒として酢酸の代わりに、それぞれ、ギ酸およびプロピオン酸を用いた。カルコン(1−15)を、スキーム12に示したように、トリメチル酢酸存在下でヒドラジン水和物と反応させると、アミン(149)が、ジアステレオマーの混合物として分離された(この物質は、その後、精製することなく用いた)。酢酸との場合と異なり、トリメチル酢酸のような立体的に過酷な酸(sterically demanding acid)を用いると、直接アミド形成が阻害され、アミンが単離される。様々な酸塩化物で処理すると、式(XXXV)および式(XXXVI)の化合物が得られる。次に、アミド(151)が、メタノール中のNaOHで処理して、(150)から作られる。様々なセミカルバジドおよびチオセミカルバジドで(1−15)を環化すると、スキーム12に示すように、式(XXXVII)および式(XXXVIII)の化合物が得られた。例えば、(152)、(153)および(154)は、全てこの環化法によって生成する化合物である。ここに報告された全環化反応中、(3R,3aR)-rel-および(3R,3aS)-rel-異性体は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる分離に従って単離した。その後、化合物(152)は、MeIでアルキル化して中間体(156)を得、次にエタノール中のアンモニウムで処理することを含む一連の反応によって、(157)に転化された(スキーム13)。最終的に、水素化アルミニウムリチウムで還元することによって、(141)から化合物(213)を製造した。
スキーム12
Figure 2009521454
スキーム13
Figure 2009521454
ネクロトーシス阻害活性の評価を、本明細書中に記載のように、TNF-αで処理したヒトジャーカット T細胞のFADD-欠損変異体を用いて行った。これらの条件を用いると、細胞は効率的にネクロトーシスを受けたが、正の対照としてのNec-1(EC50=0.050μM)によって、完全に且つ選択的に阻害された。EC50値を決定するために、細胞を、24時間、試験化合物の濃度を増加させながら、10ng/mlのヒトTNF-αで処理し、その後、ATP-ベース生存度評価を行った。精密度および再現性を確認するために、いくつかの鍵となる誘導体について、EC50値を、3つの別々の実験から独立的に得た。EC50値±標準偏差を示す。
表7.TNF-αで処理したFADD-欠損ジャーカットT細胞でのネクロトーシスの阻害についてのEC 50 の決定
Figure 2009521454
3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール環系で試験した5つのケースでは、ネクロトーシスの阻害で、それら(3R,3aR)-rel-異性体は、相応する(3R,3aS)-rel-異性体より、より活性であった(表7)。例えば、(141)は、(142)より28倍より強かった。さらに、三環式環の8-位へのメトキシ基の導入は、活性を増加させた。例えば、(165)対(161)および(167)対(141)。
三環式環の6−、7−、または9−位へのメトキシ基の転位、例えば、(173)、(163)および(180)、は、結果として活性を失った。サイズの増加(181)または三環式環の8-位のエーテル(183)上へのアミンの導入もまた、活性を減少させる結果となった。電子求引性フッ素(171)は、三環式環の8-位に許容された。しかしながら、ニトロ基でのフッ素の置換(169)は、阻害活性を減少させた。ペンダントフェニル環の4’-位の電子供与性メトキシ基は、フッ素またはニトロ置換基と比較して、活性を増加させた、たとえば(141)対(162)および(172)。しかしながら、エーテルの大きさの増加(174)、2’-位への転位(179)、それのヒドロキシル(175)またはチオエーテル(182)での置換は、程度は異なるものの、活性に有害であった。三環式環の5-位への一級アミン(145)または3級アミン(146)の導入もまた、有意な活性の浸食(>10倍)を生じた。
表8. TNF-αで処理したFADD-欠損ジャーカット T細胞でのネクロトーシスの阻害についてのEC50の決定
Figure 2009521454
2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール環での3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール環の置換は(表8)、活性にわずかな減少が生ずるのみであった、例えば、(141)対(188)および(171)対(190)。しかしながら、ある例では、(3R,3aR)-rel―と(3R,3aS)-rel-異性体の活性の差は、2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾピラノ-[4,3-c]ピラゾール環系でより劇的であると考えられる。例えば(189)対(190)。ペンダントフェニル基のSARは、2つの環系の間で比較できるらしい。3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾールまたは5,5-ジオキソ-3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール環での3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール環の置換は、より有意な活性の減少を生じた。例えば(141)対(192)および(194)。
次に、3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール環の2-位上の様々な窒素置換基のSARについて試験した(表9)。一般的に、アミドが最善であり、エチル、ヒドロキシメチルおよびトリフルオロメチルアミド、即ち(148)、(191)および(159)は、(141)にもっとも匹敵した。三環式環の2-位への尿素またはチオ尿素の導入は、活性に有害であった。同様に、アルキル基でのアミドの置換(213)も、ネクロトーシス阻害活性を完全に消失させた。
表9.TNF-αで処理したFADD-欠損ジャーカット T細胞でのネクロトーシスの阻害に関するEC50の決定
Figure 2009521454
三環式化合物、3-フェニル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾールおよび3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾールは、強力なネクロスタチンであることが分かった。いずれの環系についても、SAR研究では、(3R,3aR)-rel-ジアステレオマーが、相応する(3R,3aS)-rel-ジアステレオマーよりより活性であることが示された。三環式環の8-位へのフッ素またはメトキシの導入は、活性を増加させたが、6,7および9-位の置換は、有害であった。また、ペンダントフェニル環の4-位へのメトキシ基の導入は、活性を増加させたが、フェニル環の2位にメトキシを配置すると、活性がなくなった。三環式環系の2-位でのアミドが最善であった。さらに、3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾールまたは5,5-ジオキソ-3-フェニル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール環での3,3a,4,5-テトラヒドロ-2H-ベンズ[g]インダゾール環の置換は、結果として活性を有意に減少させた。ネクロトーシスが重要な役割を演じると考えられる病気(即ち虚血性卒中)の動物モデルで、これらの化合物をさらに評価するために、目下、研究を行っている。さらに、これらの化合物は、さらにネクロトーシス性の細胞死のメカニズムを調べるための分子ツール(即ち無限試薬)として役立ち得る。
方法
化学物質および方法
NMRスペクトルは、Bruker 400MHz、Varian 400MHz、または500MHzスペクトロメーターを用いて得られた。全ての1H NMRスペクトルは、μ尺度ppmで表記され、CDCl3で処理された場合には、テトラメチルシラン(TMS),]CD3OD中のサンプルでは3.30ppmの五重線の中心線、d6-DMSO中のサンプルでは2.49ppmの五重線の中心線を参照した。すべての13C NMRスペクトルは、δ尺度(単位ppm)で表記され、CDCl3で処理された場合には77.23ppmの三重線の中心線、CD3OD中のサンプルでは49.0ppmの七重線の中心線、d6-DMSO中のサンプルでは39.5ppmの七重線の中心線を参照した。結合定数(J値)は、Hzで示した。カラムクロマトグラフィーはシリカゲル(Merck、グレード60、230−400メッシュ)上で、またはRediSep ディスポーザルシリカゲルカラム(isco)を含む CombiFlash Sg 100c分離システム(ISCO)を用いた。高分解能マススペクトルは、SX-120Aマススペクトロメーター(JEOL USA.Inc.,Peabody MA)またはLCTマススペクトロメーター(Micromass Inc.,Bevely,MA)を用いて得られた。すべての融点は、Mel-Temp(登録商標)装置上のガラスキャピラリーチューブで測定され、未修正である。化合物の元素組成は、計算値の±0.4%以内である。
化合物の製造および特徴づけ
塩基性条件下での2-アリーリデン-1-テトラロン類、2-(アリーリデン)クロマン-4-オン類および2-(アリーリデン)チオクロマン-4-オン類の合成に関する一般的方法を、2-(4-フルオロベンジリデン)7-メトキシ-1-テトラロンを例として示す:エタノール(20ml)中の7-メトキシ-1-テトラロン(1.760g、0.01mol)および4-フルオロベンズアルデヒド(1.240g、0.01mol)の溶液に、NaOH(0.012mol、8N)水溶液を、室温でゆっくり加えた。混合物を2時間攪拌した。固体沈殿物をろ過して集め、次にエタノール、水、再度エタノールで順次洗浄した。固体を真空下で乾燥させると、2-(4-フルオロベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(2.485g、88%)が得られた:
Figure 2009521454
酸性条件下での2-アリーリデン-1-テトラロン類および2-(アリーリデン)クロマン-4-オン類の一般的合成法を、2-(4-メトキシベンジリデン)-7-ニトロ-1-テトラロンを例として示す:メタノール(5.4ml)中の7-ニトロ-1-テトラロン(0.382g2.0mmol)、4-メトキシベンズアルデヒド(0.243ml、2.0mmol)および濃HCl(10ml)の混合物を、4時間加熱還流した。混合物を室温まで冷却し、その後ろ過した。残留物を少量のメタノールで洗浄し、真空下で乾燥させると、2-(4-メトキシベンジリデン)-7-ニトロ-1-テトラロン(0.285g、88%)が淡黄色の固体として得られた:
Figure 2009521454
他の2-アリーリデン-1-テトラロン類、2-(アリーリデン)クロマン-4-オン類および2-(アリーリデン)チオクロマン-4-オン類の特徴づけは、実施例28を参照のこと。
(3R,3aS)-rel-および(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(アリール)-2H-ベンズ[g]インダゾール類、2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール類ならびに2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-[1]ベンゾチオピラン[4,3-c]ピラゾール類の一般製法。(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(160)および(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(161)を例として示す: 酢酸(3ml)中の2-(4-フルオロベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(0.300g、1.0mmol)、ヒドラジン水和物(0.3ml)の溶液を120℃で15時間還流した。反応混合物を濃縮し、次に酢酸エチルに溶解した。有機層を、水、飽和NaHCO3水溶液、水および食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。得られた残留物をシリカゲルカラム、酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、(160)(0.051g、21%)および(161)(0.109g、45%)が得られた。収率は、出発物質(95mg)の回収を基礎にした。
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-7-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(162):収率18%、mp228−30℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-7-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(163):収率20%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-7,8-ジメトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(164):収率33%、mp189−93℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-2H-ベンズ[g]インダゾール(165):収率23%、mp166−68℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(3-フルオロフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(166):収率39%、mp176−77℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(142):収率25%、mp146−48℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(141):収率30%、mp151−53℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-2H-ベンズ[g]インダゾール(167):収率30%、mp257−60℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(168):収率25%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-ニトロ-2H-ベンズ[g]インダゾール(169):収率45%、
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-フルオロ-2H-ベンズ[g]インダゾール(170):CH2Cl2中の2% MeOHを用いた第二シリカゲルカラムクロマトグラフィーを必要とする: 収率26%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-フルオロ-2H-ベンズ[g]インダゾール(171):収率29%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-ニトロキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(172):収率29%、mp219−21℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-6-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(173):収率43%、mp203−207℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-ベンジルオキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(174):収率41%、mp156−61℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(3,4-メチレンジオキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(177):収率41%、mp206−209℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(3,4-エチレンジオキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(178):収率17%、mp189−93℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-9-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(180):収率27%、mp157−60℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-ベンジルオキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(181):収率36%、mp155−57℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-チオメトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(182):収率22%、mp144−47℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-8-メチル-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(184):収率15%、mp218−20℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-(4-モルホリノ)エトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(183):収率33%、mp122−26℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-8-メチル-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(185):ヘキサン/EtOAc/MeCN(62:25:10)を用いた第二のシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製を必要とする;収率42%、mp243−46℃。
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-8-メトキシ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(186):収率32%、mp245℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(187):収率39%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(188):収率50%、
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-フルオロ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(189):収率33%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-フルオロ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(190):収率53%、
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(191):収率36%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール(192):収率52%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-ヒドロキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(175)の製造:酢酸エチル(20ml)中の(174)(0.370mg、0.86mmol)および5% Pd-C(10mg)の混合物を水素大気下で20時間攪拌し、次にセライトのパッドを通してろ過した。次に、セライトを、酢酸エチルおよび酢酸で順次洗浄した。合わせたろ液を濃縮した。得られた固体を、酢酸エチルから再結晶すると、(175)(0.185g、63%)が得られた:
mp240−41℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-ヒドロキシフェニル)-8-ヒドロキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(176)の製造:アルゴン大気下、ジクロロメタン(5ml)中の(175)(0.100g、0.28mmol)の溶液に、BBr3(1.0ml、ジクロロメタン中1.0M溶液)を、−78℃で加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌し、次にHCl(1.0N)の氷冷溶液中に注いだ。混合物を酢酸エチルで抽出した。有機層を、水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。得られた固体を酢酸エチルから再結晶すると、(176)(62mg、67%)が得られた:mp164−67℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-5,5-ジオキソ-8-メトキシ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール(193)および(3R,3aR)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-5,5-ジオキソ-8-メトキシ-[1]ベンゾチオピラノ[4,3-c]ピラゾール(194)の製造:ジクロロメタン(5ml)中の(191)(21mg、0.057mmol)溶液を、0℃、MCPBA(60mg)で処理した。反応混合物を室温で16時間攪拌し、次に、酢酸エチル(50ml)で希釈し、飽和NaHCO3および食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。残留物を、酢酸エチル-ヘキサン(2:3)を溶離剤として用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製すると、(193)(96%)が白色の固体として得られる:(194)(92%)は、類似の方法で(192)から製造した。
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-ホルミル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(195)および(3R,3aR)-rel-2-ホルミル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(147)の製造:ギ酸(20ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(2.0g、0.0068mol)、ヒドラジン水和物(2.0ml)の溶液を、120℃で2時間加熱した。反応混合物を濃縮し、その後酢酸エチルで抽出した。有機層を、水、飽和NaHCO3水溶液、水および食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、その後濃縮した。残留物を、溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製すると、化合物(195)(0.740g、32%)および(147)(0.905g、40%)が得られた。
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-プロピオニル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(196)および(3R,3aR)-rel-2-プロピオニル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(148)の製造:プロピオン酸(5ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(0.500g、1.7mmol)およびヒドラジン水和物(0.5ml)の溶液を、140℃で2日間還流した。反応混合物を濃縮し、残留物を酢酸エチル(25ml)に溶解した。混合物を、順次、水、飽和NaHCO3水溶液および水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、溶離剤として酢酸エチル-ヘキサン(3:7)を用いて精製すると、(196)(0.217g、35%)および(148)(0.252g、41%)が得られた。
Figure 2009521454
2-置換の(3R,3aR)-rel-および(3R,3aS)-rel-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール類の一般的製法。(3R,3aS)-rel-2-アセトキシアセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(197)および(3R,3aR)-rel-2-アセトキシアセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(150)を例として示す:エタノール(5ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-1-テトラロン(1.0g、3.4mmol)、トリメチル酢酸(5.0g)、ヒドラジン水和物(1.0ml)溶液を6時間還流し、その後濃縮した。得られた残留物を酢酸エチル(10ml)中に溶解し、次に水で洗浄した。有機層を飽和NaHCO3水溶液(10ml)中にゆっくり注いだ。得られた溶液をアセトキシアセチルクロリド(1.83ml、17mmol)でゆっくり処理した。混合物を室温で30分間攪拌した。酢酸エチル層を分離し、水および食塩水で順次洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、溶離剤として酢酸エチル−ヘキサン(2:3)を用いて精製すると、化合物(197)(11%)および(150)(68%)が得られた。
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-メトキシアセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(158):収率16%、mp157−59℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-トリフルオロアセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(159):収率22%、mp220−22℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-ヒドロキシアセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(151)の製造:メタノール(10ml)中の(150)(0.150g、0.36mmol)溶液に、NaOH(50%、2ml)を室温で加えた。反応混合物を室温で24時間攪拌し、酢酸エチルで希釈した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、溶離剤として酢酸エチル−ヘキサン(2:3)を用いて精製すると、(151)(0.105g、78%)が得られた:mp163−164℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール類の2-カルボチオアミドおよび2-カルボキサミドの一般製法。 (3R,3aR)-rel-2-カルボチオアミド-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(152)を例として説明する: エタノール(30ml)および濃HCl(2ml)中の2-(4-メトキシベンジリデン)-7-メトキシ-1-テトラロン(0.850g、0.0028mol)およびチオセミカルバジド(0.790g、0.008mol)の懸濁液を6時間還流させた。得られた溶液を室温に冷却した。固体沈殿物をろ過によって単離し、エタノールで洗浄し、その後エタノールから再結晶させると、(152)(0.985g、96%)が得られた:mp236−39℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-カルボキサミド-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(153):収率75%、mp217−20℃
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-カルボチオアミド-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-N-メチル-2H-ベンズ[g]インダゾール(154):収率28%、
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-カルボキサミジン-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(156)の製造方法:エタノール(10ml)中の(152)(0.5g、1.3mmol)およびヨウ化メチル(1.0ml)の溶液を2時間還流した。反応混合物を容量1/4に濃縮すると、固体沈殿物が形成された。混合物をろ過し、固体を冷エタノールで洗浄すると、(156)(565mg、85%)が得られ、これをさらに精製することなく用いた。エタノール(15ml)中の(156)(175mg、0.34mmol)およびアンモニア(エタノール中の2.0N溶液、15ml)の溶液を、60℃で16時間攪拌した。反応混合物を濃縮した。固体をメタノール−ジエチルエーテルから再結晶すると、(157)(105mg、88%)が得られた:
Figure 2009521454
(3R,3aR,5S)-rel-2-アセチル-5-アジド-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(143)および2-アセチル-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(144)の製造:アルゴン大気下、アセトニトリル(10ml)中の(141)(800mg、2.2mmol)溶液に、トリメチルシリルアジド(1.517ml、5.0当量)を加え、その後、[ビス(トリフルオロアセトキシ)ヨード]ベンゼン(2.948g、3.0当量)をゆっくり加えた。反応混合物を室温で24時間攪拌した。反応混合物を濃縮すると焦げ茶色の残留物が得られ、これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー、溶離剤として酢酸エチル−ヘキサン(1:3)を用いて精製すると、(143)(252mg、29%)、(144)(239mg、31%)および回収された出発物質(141)(45mg)が得られた。
Figure 2009521454
(3R,3aR,5S)-rel-2-アセチル-5-アミノ-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(145)の製造:酢酸エチル(10ml)中の(143)(0.240g、0.61mmol)および10% Pd-C(50mg)の溶液を、水素(80psi)下で24時間、攪拌した。反応混合物を、セライトのショートカラムを通してろ過した。ろ液を酢酸水溶液(50%、10ml)でトリチル化した。次に、固体を酢酸エチル−水から再結晶化すると、(145)(0.153g、59%)が得られた:
Figure 2009521454
(3R,3aR,5S)-rel-2-アセチル-5-(N,N-ジメチルアミノ)-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(146)の製造:THF(10ml)中の(145)(210mg、0.57mmol)溶液に、0℃でギ酸(0.150ml)を加え、その後ホルムアルデヒド水溶液(37重量%)をゆっくり加えた。反応混合物を24時間還流させた。溶液を冷却し、NaOH水溶液(25重量%)で塩基性にし、酢酸エチルで抽出した。有機層を水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチルを用いて精製すると、(146)(105mg、47%)が得られた:
Figure 2009521454
(3R,3aR)-rel-2-エチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(157)の製造:THF(5ml)中の(141)(180mg、0.51mmol)溶液に、LiAlH4(2.056ml、2.056mmol;THF中1M)を、室温で加えた。反応混合物を室温で1時間攪拌し、その後メタノール、次に氷でクエンチした。反応混合物を酢酸エチルで抽出した。有機層を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として25%酢酸エチル−ヘキサンを用いて精製すると、(157)(30mg、17%)が得られた:濃厚油
Figure 2009521454
化合物198−212の特徴付け
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-7,8-ジメトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(198):収率28%、mp231−33℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-2H-ベンズ[g]インダゾール(199):収率15%、mp168−71℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(3-フルオロフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(200):収率20%、mp196−99℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-2H-ベンズ[g]インダゾール(201):収率20%、mp260−62℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-ニトロキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(202):収率20%、mp170−75℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-6-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(203):収率27%、mp175−78℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-ベンジルオキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(204):収率11%、mp149−51℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(3,4-メチレンジオキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(205):収率21%、mp165−69℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(3,4-エチレンジオキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(206):収率28%、mp194−97℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-9-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(207):収率14%、mp158−62℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-ベンジルオキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(208):収率19%、mp144−46℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-チオメトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(209):収率19%、mp144−45℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-(4-モルホリノ)エトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(210):収率30%、mp97−99℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-アセチル-2,3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-フルオロフェニル)-8-メトキシ-[1]ベンゾピラノ[4,3-c]ピラゾール(211):収率34%、mp174−76℃
Figure 2009521454
(3R,3aS)-rel-2-メトキシアセチル-3,3a,4,5-テトラヒドロ-3-(4-メトキシフェニル)-8-メトキシ-2H-ベンズ[g]インダゾール(212):収率49%、mp124−27℃
Figure 2009521454
ネクロトーシス阻害活性の評価
ネクロトーシス活性を、本明細書中に記載の通り、TNF-αで処理したヒトジャーカット T細胞のFADD-欠損変異体を用いて、測定した。EC50値を決定するために、増加する濃度の化合物の存在下で、細胞(500,000細胞/ml、100μl/穴、96穴プレート中)を、10ng/mlのヒトTNF-αで24時間処理し、次にATP-ベースの生存度を評価した。化合物試験濃度は、0.03−100μMであった。細胞生存度評価を、市販の発光ATP-ベースアッセイキット(CellTiter-Glo、Promega,Madison,WI)を用いて、行った。細胞生存度の値を調整して、非特異的毒性を除いたが、それは、ほとんどの場合<10%であった。EC50値を、log[I]対生存度のプロットからのシグモイド用量反応(可変勾配)曲線の非直線回帰分析を用いて計算した。
テトラロンの合成
Figure 2009521454
7-ベンジルオキシ-1-テトラロンの合成:DMF(20ml)中の7-ヒドロキシ-1-テトラロン(1.0g、0.0061mol)およびK2CO3(5.5g)の懸濁液に、アルゴン大気下で、ベンジルブロミド(0.725ml、0.0061mol)を、室温で加えた。次に、反応混合物を、室温で18時間攪拌し、その後、氷上に注いだ。水溶液を酢酸エチルで抽出し、水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル−ヘキサン(15%)を用いて精製すると、7-ベンジルオキシ-1-テトラロン(1.395g、90%)が得られた:濃厚油
Figure 2009521454
Figure 2009521454
7-(2-モルホリノ-4-イル-エトキシ)-1-テトラロンの製造:DMF(20ml)中の7-ヒドロキシ-1-テトラロン(0.900g、5.5mmol)およびK2CO3(5g)の懸濁液に、4-(2-クロロエチル)モルホリン塩酸塩(1.035g5.5mmol)を、室温、アルゴン大気下で加えた。反応混合物を室温で〜16時間攪拌し、氷上に注いだ。水溶液を酢酸エチルで抽出し、水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチルーヘキサン(2:8)を用いて精製すると、7-(2-モルホリノ-4-イル-エトキシ)-1-テトラロン(1.260g、83%)が得られた:濃厚油
Figure 2009521454
Figure 2009521454
7-(3-エトキシカルボニルプロポキシ)-1-テトラロンの製造:DMF(20ml)中の7-ヒドロキシ-テトラロン(0.870g、5.3mmol)およびK2CO3(5g、過剰)の懸濁液に、エチル-4-ブロモブチレート(0.770ml、5.3mmol)を、室温、アルゴン大気下で加えた。反応混合物を室温で〜16時間攪拌し、その後氷上に注いだ。水溶液を酢酸エチルで抽出し、水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチル−ヘキサン(2:8)を用いて精製すると、7-(3-エトキシカルボニルプロポキシ)-1-テトラロン(1.180g、80%)が得られた。m.p.62〜63℃
Figure 2009521454
Figure 2009521454
4-(8-オキソ-5,6,7-テトラヒドロ-ナフタレン-2-イルオキシ)酪酸の製造:7-(3-エトキシカルボニルプロポキシ)-1-テトラロン(1.100g、3.9mmol)をメタノール中(20ml)中に溶解し、NaOH(2ml、10N)で処理し、室温で30分間攪拌し、希HCl(1.0N)で酸性にした。次に、反応混合物を酢酸エチルで抽出し、水で洗浄し、Na2SO4上で乾燥した。酢酸エチルの濃縮後得られた残留物を酢酸エチル−ヘキサンから再結晶化すると、酸4-(8-オキソ-5,6,7-テトラヒドロ-ナフタレン-2-イルオキシ)酪酸(0.970g、99%)が得られた。
Figure 2009521454
Figure 2009521454
7-(4-モルホリン-4-イル-4-オキソ-ブトキシ)-1-テトラロンの製造:CH2Cl2(20ml)中の7-(3-エトキシカルボニルプロポキシ)-1-テトラロン(0.925g,73.7mmol)。HUBT(1.415g、3.7mmol)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(1.3ml)の懸濁液にモルホリン(0.330ml、3.7mmol)を、室温、アルゴン大気下で加えた。次に、反応混合物を、室温で24時間攪拌し、その後、濃縮した。残留物を酢酸エチル(50ml)中に溶解し、有機層を希HCl、水、食塩水で洗浄し、無水Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。残留物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで、溶離剤として酢酸エチルーヘキサン(8:2)を用いて精製すると、7-(4-モルホリン-4-イル-4-オキソ-ブトキシ)-1-テトラロン(1.010g、86%)が得られた:
Figure 2009521454
注記しない限り、全2-アリーリデン-1-テトラロン類、2-(アリーリデン)クロマン-4-オン類および2-(アリーリデン)チオクロマン-4-オン類は、塩基性条件下で製造した。
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
Figure 2009521454
燃焼解析
表10
Figure 2009521454
HPLC法および純度評価
HPLC一般情報:装置;Agilent 1100、カラム:Discovery(登録商標)C18、25cm×4.6mm、5μm、注入用量:5−10μl、試料濃度:100%アセトニトリル中1−2mg/ml、λ:254nm。
HPLC法A:溶出溶媒:66%メタノール;34%水、溶出速度:0.75ml/分。
HPLC法B:溶出溶媒:50%アセトニトリル;50%水、溶出速度:1.00ml/分。
表11
Figure 2009521454
Nec-3と関連する化合物
次のNex-3-様化合物を合成した:
Figure 2009521454
以下の合成スキームを用いて、化合物(216)および(217)を生成した:
スキーム14
Figure 2009521454
一般に、いずれのNec-3化合物も、C3a位にメチル基、またはその他のアルキルあるいはヘテロアルキル基を付加することによって、修飾することができる。
その他の実施態様
上の明細書中に記載したすべての文献、特許および特許明細書を、参照として、本明細書中に取り入れる。記載された本発明の方法およびシステムの様々な修飾および変更は、本発明の範囲および精神から離れることなく、当業者らに明らかであろう。本発明は、具体的実施態様と関連させて記載されているが、特許請求されている本発明は、その様な具体的実施態様に過度に限定されるべきではないことが、理解されるべきである。実際、本発明を実施するために記載された様式の当業者らに自明な本発明様々な修飾は、本発明の範囲内であることが意図される。その他の実施態様は、特許請求の範囲中にある。
図1は、3つの例示的ネクロスタチンNec−1、Nec−2、およびNec−3の1組の構造を示す。 図2は、Nec−1によるCICDの選択的抑制を示す1対のグラフである。ジャーカット細胞を、シクロヘキサミド(CHX)を含まない(図2A)または含む(図2B)5ng/mlのFasLで処理して、アポトーシスを誘導し、あるいは5ng/mlのFasL、1μg/mlのCHX、および100μMのzVAD.fmkで処理して、CICDを誘導した(図2B)。Nec−1(30μM)は、FasL/CHX/zVADによって誘導されたCICDから保護した(図2B)が、FasLまたはFasL/CHXによって誘導されたアポトーシスからは保護しなかった(図2Aおよび図2B)。記載された試剤を用いて24時間インキュベートした後、CellTiter−Glo ATPアッセイを使用して、細胞生存率を測定した。数値は、FasLで処理していないジャーカット細胞を対照として生存率100%と設定し、それと比較した生存率を表す。 図3は、Nec−1がL929細胞をCICDから保護することを示すグラフである。L929細胞を、40ng/mlのTNFαと、記載された試剤:50μMのNec−1、2μg/mlのHsp−90阻害剤ゲルダナマイシン、5μMのカテプシンB阻害剤Ca−074−Me、および5μMのp38阻害剤PD169316の内の一つとで72時間処理した。これらの化合物を、ジャーカット細胞またはBalbc 3T3細胞においてCICDから保護するために選択した。ATP−Lite−M ATPアッセイ(Packard)を使用して、細胞生存率を測定した。数値は、TNFαを含まない対照を生存率100%と設定し、それと比較した生存率を表す。 図4は、Nec−1が酸化防止剤でないことを示すグラフである。U937細胞を96ウェルプレートに播種し、40ng/mlのTNFα、100μMのzVAD.fmk(TNF+zVAD)で72時間、または250μMの酸化ストレス誘導剤メナジオン(Menadione)で24時間、および2.5mMのN−アセチルシステイン(NAC)、800U/mlのスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)、1400U/mlのカタラーゼ、5mMのビタミンE(vit. E)、100μMのNec−1で処理した。TNFα/zVAD/DMSOまたはメナジオン/DMSOのブランク処理細胞の生存率も示す(−−−)。ATP−Lite−Mアッセイ(Packard)を使用して、細胞生存率を測定した。数値は、生細胞の百分率を表す。数値は、zVADまたはDMSOで処理した対照を生存率100%と設定し、それに対して標準化した。 図5は、Nec−1の効果がPARP阻害剤の効果と識別できることを示す1対のグラフである。図5Aでは、JK細胞を、5ng/mlのFasL、1μg/mlのCHX、および100μMのzVAD.fmk、ならびに記載された濃度(単位:μM)のPARP阻害剤で処理した。ATPアッセイを使用して、細胞生存率を測定した。数値は、FasLを含まない、化合物で処理した細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。図5Bでは、FADD欠損JK細胞を、記載された量のMNNG(単位:mM)、および30μMのNec−1または100μMのDPQで5時間処理した。TPアッセイを使用して、生存率を測定した。数値は、FasLを含まない、化合物で処理した細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。 図6は、一連のNec−1化合物への重要な改善を示す1組の構造を示す。 図7は、7−C1−O−Nec−1の用量依存的な反応曲線を示す。FADD欠損ジャーカット細胞を、CICDを誘導する10ng/mlのヒトTNFαで36時間処理した。化合物単独でまたはTNFαと組み合わせて処理した細胞の生存率を、CellTiter−Glo ATPアッセイを使用して測定した。前者の数値を用いて、毒性を算出した。TNFαを含む場合と含まない場合の同じ薬物濃度でのウェル中のATP含有量の比を用いて、化合物による特異的保護を測定した。 図8は、Nec−1の構造活性相関(SAR)の概要を示す。 図9は、7−Cl−Nec−1がin vivoで脳虚血を抑制することを示す1対のグラフである。図9Aは、MCAOモデルにおいて7−Cl−Nec−1を閉塞前または閉塞後に送達した時の梗塞体積の用量依存的減少を示す。閉塞前の送達は、4μLの4mM 7−C1−Nec−1を、2時間のMCAO閉塞の開始5分前、および再灌流時の閉塞の休止直後に脳室内(icv)注射することによって行った(2μL/1回の注射)。閉塞後の送達は、2時間のMCAOを行った後の再灌流時、および再灌流の開始2時間後に行った(2μL/1回の注射)。あるいは、2時間の閉塞を行った後の再灌流時に、蠕動ポンプを使用して、20μLの化合物溶液を連続的にicv注入した(注入:infusion)。閉塞の後、動物を24時間回復させ、屠殺し、脳を採取し、固定し、切片を作製した。切片の2,3,5−トリフェニルテトラゾリウムクロリドによる生死判別染色に基づいて、梗塞体積を測定した。動物行動も点数化した(挿入図を参照のこと)。各処理群において、少なくとも6匹の動物を分析した。ビヒクル(vehicle)に対して**−P<0.05。エラーバーは、平均値の誤差を反映する。図9Bでは、動物行動は、動物を屠殺する前に、処理群を知らされていない医師によって評価され、3(最悪)〜0(欠陥なし)で点数化された。各処理群において、4匹〜5匹の動物を分析した。閉塞後に、注射を行った。 図10は、in vivoでのMCAOの治療域の拡大、およびzVAD.fmkの相加効果を示す1組のグラフおよびゲルを示す。図10Aでは、化合物を閉塞前5分、閉塞後2時間、および閉塞後6時間に注射することによって、LDN−53064(7−Cl−Nec−1)の治療域を測定した。図10Bは、zVAD.fmkを含むLDN53064の、局所虚血後の梗塞サイズに及ぼす相加効果を示す。イソフルラン麻酔下のSV−129マウスに対して、腔内線維技法で2時間の中大脳動脈(MCA)一過性閉塞を行った。LDN53064(4mM)とzVAD.fmk(160ng)(n=16)の混合物溶液、またはzVAD.fmk単独(n=16)、または等量(4μl)のビヒクル(n=8)を、虚血後2時間または6時間に脳室内注射した。MCA閉塞後24時間に、脳切片をTTC染色して、梗塞サイズを測定した。図10Cは、2時間のMCAOを行う前に、7−Cl−Nec−1有りまたはなしで、閉塞前2時間および5分に脳室内に送達されたzVAD.fmkを示す。脳を再灌流後3時間に収集し、溶解し、同じ動物の梗塞半球(+)または対照(−)半球からのタンパク質に対して、抗活性カスパーゼ−3抗体または抗チューブリン抗体を用いてウェスタンブロッティングを行った。 図11は、培養細胞のCICDおよび虚血性脳障害において、切断されたLC3の検出を示す1組のゲルを示す。図11Aでは、L929細胞、またはFADD欠損ジャーカット細胞を、30μMのNec−1存在下または非存在下に100μMのzVAD.fmkまたは10ng/mlのヒトTNFαで処理した。等量の細胞タンパク質をSDS−PAGEにかけ、抗LC3およびチューブリン抗体を用いてウェスタンブロッティングを行った。矢印は、LC3IIを示す。図11Bは、一過性局所虚血後、LC3IIのレベル上昇の遅延を示す。イソフルラン麻酔下のSV−129マウスに対して、腔内線維技法で2時間の中大脳動脈(MCA)一過性閉塞を行った。脳の虚血領域および対側領域を、MCA後の記載された時間に収集し、RIPA緩衝液に溶解し、等量の全タンパク質に対して、抗LC3およびチューブリン抗体を用いてウェスタンブロッティングを行った。図11Cは、マウスに、2μLの4mM 7−Cl−Nec−1を閉塞後4時間および6時間にicv注射し、閉塞後8時間に脳を収集した点を除いて、図11Bと同様である。 図12は、in vivoでのNec−1のSARを示す1組のグラフである。図12Aは、ヒダントイン部分のメチル基を欠く、Nec−1の不活性誘導体であるNec−1iがin vitroでCICDを抑制しないことを示す。FADD欠損ジャーカット細胞を、10ng/mlのヒトTNFα、および記載された濃度のNec−1またはNec−1iで30時間で処理した。ATPアッセイを使用して、細胞生存率を測定した。数値は、TNFαの非存在下に、対応する化合物/DMSO処理細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。図12Bは、Nec−1iが、in vivo神経保護活性を欠いていることを示す。マウスに、4μLの4mM 7−Cl−Nec−1および7−Cl−Nec−1iを、MCAO前5分およびMCAO直後に注射した(2μL/1回の注射)。閉塞の後、動物を24時間回復させ、屠殺し、脳を採取し、固定し、切片を作製した。切片の2,3,5−トリフェニルテトラゾリウムクロリドによる生死判別染色に基づいて、梗塞体積を測定した。各処理群において、少なくとも5匹の動物を分析した。ビヒクルに対して**−P<0.05。図12Cは、7−Cl−O−Nec−1が、in vivoで7−Cl−Nec−1の活性に匹敵する活性を発現することを示す。マウスに、4μLの4mM 7−Cl−Nec−1または7−C1−O−Nec−1を、閉塞後4時間および6時間に脳室内注射した(2μL/1回注射)。梗塞体積を、図12Aと同様にして測定した。各処理群において、少なくとも10匹の動物を分析した。ビヒクルに対して**−P<0.05。 図13は、Nec−1がマクロファージ細胞においてLPS誘導性CICDから保護することを示すグラフである。マウスRAW264.7細胞を、記載される10ng/mlのLPS、50μMまたは100μMのzVAD.fmk、および30μMのNec−1またはNec−1で処理する。24時間後に、ATPアッセイを使用して、細胞生存率を測定した。数値は、DMSOで処理した対照細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。 図14は、Nec−1が一次皮質ニューロンを低酸素−低グルコース誘導性の細胞死から保護することを示す1対のグラフである。図14Aでは、成熟一次皮質−グリア混合培養物に対して、記載されるグルタミン酸拮抗薬:10μMのCNQX/1μMのMK801、30μMのNec−1またはTH−Trp(Nec1i)の存在下で、OGDを90分間行った。細胞を、(CNQX/MK801を除く)化合物の存在下で24時間回復させ、MAP2サイトブロットを使用して、特定の神経細胞生存率を測定した。数値は、グルコース含有非脱酸素媒体中で維持された、化合物で処理した細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。**−P<0.02。図14Bでは、成熟一次皮質−グリア混合培養物に対して、30μMのNec−1および100μMのzVAD.fmkの存在下で、OGDを90分間行った。細胞を、化合物の存在下で24時間回復させ、MAP2サイトブロットを使用して、特定の神経細胞生存率を測定した。数値は、グルコース含有非脱酸素媒体中で維持された、化合物で処理した細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。**−P<0.04。 図15は、ネクロスタチンがヒトSH−SY5Y神経芽腫細胞においてMPP細胞毒性を減弱することを示すグラフである。細胞を、100μMのzVAD.fmkおよび30μMのネクロスタチンの存在下または非存在下に、5mMのMPPで72時間処理し、続いてATPアッセイを行った。数値は、対応する化合物で処理したがMPPで処理していない対象に対して標準化した細胞生存率を表す。 図16は、Nec−1によるアミロイドβ毒性からの保護を示すグラフである。ラット海馬神経細胞(E17)を、zVAD−fmkおよびNec−1の存在下に、記載された濃度のAβ25−35で48時間または72時間処理した。ATPアッセイを使用して、生存率を測定した。Aβ1−42を使用しても、同様な結果が得られた。 図17は、Nec−1によるAICDの抑制を示す1対のグラフである。まず、1μg/mlのαCD3、および1μg/mlのαCD28抗体(CD4)、または100U/mlのマウスIL−2抗体(CD8)で細胞を72時間刺激し、続いて100U/mlのmIL−2中で数時間静止させ、記載される30μMのNec−1を含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、mIL−2を含む(CD8)または含まない(CD4)αCD3で48時間再活性化することによって、一次マウスCD4およびCD8のT細胞に対して、AICDが行われるように誘導した。図17AにおいてはSytox Green(Molecular Probes)(CD8)またはヨウ化プロピジウム排除(CD4)アッセイ、または図17BにおいてはATPアッセイを使用して、細胞生存率を評価した。数値は、αCD3を含まない、対応する化合物で処理した細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。 図18は、Nec−1がカスパーゼ阻害によって阻害されたCTLの正常な活性化を回復させることを示す1対のグラフである。図18Aでは、CD8細胞を、30μMのNec−1を含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、1μg/mlのαCD3および100U/mlのマウスIL−2で96時間刺激した。FACS分析法を使用して、細胞数を測定した。細胞数は、非刺激対照の細胞数を100%と設定し、それに対して標準化する。図18Bでは、OT−Iマウスから単離された脾細胞を、30μMのNec−1を含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、10μMのOVA257−264ペプチド(Bachem)で72時間刺激した。細胞をαCD8−FITC抗体(Pharmingen)で染色し、CD8細胞数をFACSで測定した。細胞数は、非刺激対照の細胞数を100%と設定し、それに対して標準化する。細胞をヨウ化プロピジウムで共染色することによって、死細胞(系)の百分率を測定した。 図19は、Nec−1によるCTL増殖の回復を示す1対のグラフである。図19Aでは、精製したCD8細胞を、30μMのNec−1を含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、1μg/mlのαCD3および100U/mlのマウスIL−2で48時間刺激し、その後、[H]−チミジンを媒体にさらに24時間添加し、続いてシンチレーションカウンタで分析した。数値は、無刺激対象に対する倍増を表す。図19Bでは、精製したCD8細胞を、30μMのNec−1を含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、1μg/mlのαCD3および100U/mlのマウスIL−2で72時間刺激し、その後、細胞を固定し、ヨウ化プロピジウムで染色し、細胞DNA量をFACSで測定し、ModFitソフトウェアパッケージ(Verity Software House)を使用して、細胞周期の(記載された)異なる期の細胞の量を測定した。 図20は、Nec−1iがT細胞増殖に影響しないことを示すグラフである。OT−Iマウスから単離された脾細胞を、30μMのNec−1もしくはNec−1iを含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、10μMのOVA257−264ペプチド(Bachem)で72時間刺激した。細胞をαCD8−FITC抗体(Pharmingen)で染色し、CD8+細胞数をFACSで測定した。細胞数は、非刺激対照の細胞数を100%と設定し、それに対して標準化する。細胞をヨウ化プロピジウムで共染色することによって、死細胞(系)の百分率を測定した。 図21は、Nec−1がB細胞活性化を促進することを示すグラフである。脾細胞を、30μMのNec−1もしくはNec−1iを含むまたは含まない100μMのzVAD.fmkの存在下で、10μg/mのLPSおよび25ng/mlのマウスIL−4で72時間刺激した。細胞をαB220−FITC抗体(Pharmingen)で染色し、B細胞数をFACSで測定した。細胞数は、非刺激対照の細胞数を100%と設定し、それに対して標準化する。 図22は、RIP欠損ジャーカット細胞におけるネクロトーシスの回復のためのインタクトなキナーゼドメインおよびデスドメインの要件を示すグラフである。RIP欠損ジャーカット細胞に、次のコンストラクトを一時的に電気穿孔した:FKBP12系二量体化カセットに融合しているRIPの異なるドメインをコードするRIP−FKBP 12−Myc(pFR)、RIP(1−580)−FKBP12−Myc(デルタDD)、RIP(1−287)−FKBP12−Myc(pKD、キナーゼドメインのみ)、およびFKBP12−Myc(pFpk3)。あるいは、野生型ジャーカット細胞に、pFpk3を電気穿孔した。すべての条件において、pEGFPベクター(Clontech)を添加して、電気穿孔した細胞を追跡した。細胞を、FasL(5ng/ml)、シクロヘキシミド(1μg/ml)、zVAD.fmk(100μM)、およびNec−1(30μM)で48時間処理した。死細胞を選択的に染色するヨウ化プロピジウムで、細胞を染色し、各試料においてGFP発現を喪失し、PI陽性であった細胞の百分率(死、%)を測定した。 図23は、Nec−1がin vitroでRIPの自己リン酸化を抑制することを示す1組のゲルを示す。図23AはNec−1がRIP1の自己リン酸化を抑制することを示す。RIPキナーゼアッセイを、基本的には記載するように行った。簡潔に言えば、アガロース結合抗RIP抗体(Santa Cruz Biotech)を使用して、WT ジャーカット細胞およびRIP欠損ジャーカット細胞の溶解産物からRIPを免疫沈降(IP)させ、記載された量(単位:μM)のNec−1またはNec−1iの存在下に、30℃で放射性μ−P32−ATPとともに30分間インキュベートした。試料をSDS−PAGEにかけ、〜70kDaのRIP帯をオートラジオグラフ法で可視化した。図23BはNec−1が、トランスフェクトしたRIP1の自己リン酸化をin vitroで抑制することを示す。293T細胞に、pRIP1−FLAGまたは空の対照ベクターをトランスフェクトし、抗M2 FLAGビーズ(Sigma)を使用して、免疫沈降を実施した。図23Aのように、in vitroキナーゼアッセイを実施した。図23Cは、RIP1の自己リン酸化にはそのキナーゼ活性が必要であることを示す。flagタグ付きWTまたはRIP1のキナーゼ−死点変異体(K45R)(RIP KD)の発現コンストラクトを、293T細胞にトランスフェクトし、図23Bのように、免疫沈降を実施し、図23Aのように、キナーゼアッセイを実施した。 図24は、RIP2自己リン酸化に及ぼすNec−1効果の欠如を示す1対のゲルである。293T細胞にRIP−FLAGまたはRIP2−Mycベクターをトランスフェクトした。それぞれFLAGまたはMyc抗体を使用して、タンパク質を免疫沈降させ、キナーゼ反応を、図23に示すように記載された量のNec−1(単位:μM)の存在下で行った。下図では、キナーゼ反応で使用したタンパク質量に相当するタンパク質量をSDS−PAGEにかけ、タンパク質量をCoomassie Blue染色法で可視化した。リン酸化RIP、RIP2、アスタリスク、およびIgGに対応する主要なバンドを示す。 図25は、ネクロトーシス阻害剤としてのNec−1の同定を示す。図25AはNec−1の構造を示す。図25BはTNFαおよびzVAD.fmkで72時間処理されたU937細胞の細胞死のNec−1による抑制を示す。この図と次の図の細胞生存率は、ATP系生存率アッセイで測定した。数値は、無処理の対照ウェル中の生細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。全体を通して、エラーバーは標準偏差を表す。図25Cは、FasL−CHX−zVAD.fmkで30時間処理されたジャーカット細胞におけるNec−1および不活性誘導体であるNec−1iの細胞保護の用量反応曲線(単位:μM)を示す。数値は、FasLの非存在下に、対応する化合物で処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。図25Dは、二量体化因子AP20187およびzVAD.fmkで48時間処理した後、二量体化可能なFADD(ジャーカット−FF)を安定に発現するジャーカット細胞における細胞死のNec−1による抑制を示す。数値は、二量体化因子の非存在下に、対応する化合物で処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。さらに、対照のジャーカット細胞も、Nec−1を含まないzVAD.fmkの存在下または非存在下に、AP20187で処理した。図25E、図25F、および図25Hは、BALB/c 3T3(E)、SV40形質転換MEF(F)、およびL929(H)細胞における細胞死のNec−1による抑制を示す。TNFα(E、F、H)、zVAD.fmk(E、F)、またはCHX(F)で、細胞を16時間(F)または24時間(E、H)処理した。数値は、TNFαの非存在下に、対応する化合物で処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。図25Gは、TNFαで30時間処理したFADD欠損ジャーカット細胞のNec−1およびNec−1iの細胞保護の用量反応を示す(条件についてはCを参照のこと)。 図26は、Nec−1によるネクロトーシスのすべての症状発現の効率的な抑制を示す。図26Aおよび図26Bは、Nec−1による細胞膜完全性の喪失およびミトコンドリア機能不全の抑制を示す。野生型(A)およびFADD欠損(B)ジャーカット細胞を、記載された時間、FasL−CHX−zVAD.fmk(A)またはTNFα(B)で処理した。記載されている場合、細胞をNec−1でも24時間処理した。細胞をDioC、またはアネキシンVおよびPIで染色し、低PIおよび高アネキシンV、高PIおよび高アネキシンV、高PIおよび低アネキシンV、ならびに低DioC(低いミトコンドリア膜電位)の細胞の百分率を示す。全体を通して、エラーバーは標準偏差を表す。図26Cは、ネクロトーシスのNec−1抑制のSytoxアッセイによる実証例を示す。ジャーカット−FF細胞を、AP20187−zVAD.fmkおよびNec−1で48時間処理した。数値は、二量体化因子を含まない、化合物で処理した細胞に対して標準化した生細胞の百分率を表す。あるいは、BALB/c 3T3細胞を、TNFα−zVAD.fmkおよび40μMのNec−1で24時間で処理し、あるいはジャーカット細胞を、FasL−CHX−zVAD.fmkおよびNec−1で48時間処理した。図26Dおよび図26Eは、36時間、(D)FasL−CHX−zVAD.fmkで処理したジャーカット細胞、または(E)TNFαで処理したL929細胞におけるNec−1の細胞保護効果の明視野の顕微鏡像を示す。40倍拡大の明視野像が得られた。図26Fは、それぞれFasLおよびCFfXで16時間、またはTNFαで6時間処理したアポトーシスまたはネクロトーシスジャーカット細胞におけるNec−1の効果の電子顕微鏡像を示す。代表的EM像を示す。矢印は死細胞を示す。Conはビヒクル対照を示す。 図27は、Nec−1の特異性を示す。図27Aは、FasL−CHXで24時間処理したアポトーシスジャーカット細胞におけるNec−1による細胞保護の欠如を示す。Nec−1で処理していない試料における細胞変化の時間経過も示す。細胞を、図26Aおよび図26Bで示すようにDiOC、またはアネキシンVおよびEGFP−PIで染色した。図27Bおよび図27Cは、zVAD.fmkを含まない(アポトーシス)または含む(ネクロトーシス)TNFαおよびCHX(Bのみ)で48時間(B)または24時間(C)処理したU937(B)およびBALB/c 3T3(C)細胞における、アポトーシスではなくネクロトーシスのNec−1による選択的抑制を示す。ATPアッセイで、細胞生存率を測定した。数値は、TNFαの非存在下に、対応する化合物で処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。エラーバーは標準偏差を示す。図27Dは選択されたNec−1誘導体の構造を示す。 図28はネクロトーシスにおける酸化ストレスおよび自食作用の役割を示す。図28Aはネクロトーシスが酸化ストレス誘導性細胞死と識別できることを示す。U937細胞を、様々な酸化防止剤および100μMのNec−1の存在下で、40ng/mlのヒトTNFαおよびzVAD.fmkで72時間、または250μMのメナジオンで24時間処理した。この図と次の図では、細胞生存率をATPアッセイで測定した。数値は、TNFαおよびメナジオンの非存在下に、DMSOで処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。全体を通して、エラーバーは標準偏差を表す。図28Bは、10mMの3MAを含むまたは含まないTNFαで12時間処理したFADD欠損ジャーカット細胞におけるオートファゴソームの電顕的検出を示す。代表的像を示す。図28Cは、TNFαおよびNec−1でそれぞれ8時間および24時間処理したL929細胞およびFADD欠損ジャーカット細胞におけるネクロトーシス時のLC3−IIの誘導を示す。タンパク質溶解産物に対して、LC3およびチューブリンに対する抗体を用いてウェスタンブロッティングを行った。LC3−II信号対チューブリン信号の比を算出し(「比」)、対照試料の値に対して標準化した。図28Dは、TNFα−zVAD.fmkまたはFasL−zVAD.fmkおよびNec−1で24時間処理したBALB/c 3T3細胞におけるネクロトーシス時のLC3−IIの誘導を示す。あるいは、細胞を2μMのラパマイシンで処理した。図28E、図28F、および図28Gは、BALB/c 3T3(E)、FADD欠損ジャーカット(E)、Atg5−/− MEFs(F)、およびベクリン(beclin)−1 RNAi発現BALB/c3T3(G)細胞において、自食作用の抑制によるネクロトーシスの抑制がないことを示す。細胞を、TNFα−zVAD.fmkおよび3MAまたはNec−1で24時間または30時間(ジャーカット細胞)処理した。数値は、TNFαの非存在下に、対応する化合物で処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。図28Hでは、図28Gの安定な細胞集団におけるベクリン(「Bec」)およびチューブリン(「Tub」)の発現を、ウェスタンブロッティングで分析した。アスタリスクは、ベクリンに対する抗体で検出される非特異的バンドを示す。 図29は、Nec−1がRIPキナーゼ誘導性ネクロトーシスを抑制することを示すグラフである。FADD欠損ジャーカット細胞に、pEGFP、ならびにFKBP12系二量体化ドメイン単独(pFpk)またはRIPに融合しているFKBP12系二量体化ドメイン(pFR)、RIPのキナーゼ不活性K45M変異体(pFR K45M)、およびRIPのキナーゼドメイン(pFR−KD)をコードするベクターを一時的に電気穿孔し、6時間後にzVAD.fmkおよびNec−1を含まないまたは含む二量体化因子AP1510で48時間処理した。PI陰性GFP陽性細胞の百分率(「生存率、%」)を、FACSで測定した。数値は、二量体化因子の非存在下に、化合物で処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。エラーバーは標準偏差を表す。 図30は、in vivo虚血傷害のNec−1による抑制を示す。図30AはNec−1iの投与ではなくNec−1の投与による梗塞体積の低下を示す。実験を本明細書に記載する通り行った。各処理群についてn≧5。全体を通して、エラーバーは平均の標準誤差を表す。すべての図において、ビヒクルに比べて**P<0.05。図30Bは、7−Cl−Nec−1を閉塞前(pre-)または閉塞後(post-)(方法)に送達した時の梗塞体積の用量依存的減少および神経学的点数の改善を示す。注射用化合物の原液濃度を示す。各処理群についてn≧6。この挿入図では、動物行動は、動物を屠殺する前に、投与群を知らない医師によって評価され、3(最悪)〜0(欠陥なし)で点数化された。各処理群において、n=4〜5。図30Cは、7−C1−Nec−1が脳虚血時にカスパーゼ−3活性化を阻害しないことを示す。zVAD.fmkまたは7−Cl−Nec−1を、閉塞前送達条件下で送達した。脳を再灌流後3時間に収集し、同じ動物の梗塞半球(+)または対照(−)半球からのタンパク質に対して、活性カスパーゼ−3またはチューブリン(tub)に対する抗体を用いてウェスタンブロッティングを行った。カスパーゼ−3信号対チューブリン信号の比を算出し、対応する対照半球の値に対して標準化した。図30Dは、7−Cl−O−Nec−1が7−Cl−Nec−1のin vivo活性に相当する活性を有することを示す。マウスに、閉塞後4時間および6時間に7−Cl−Nec−1または7−Cl−O−Nec−1を注射した。各処理群において、n≧10。図30Eでは、MCAOモデルにおいて、閉塞後2時間、4時間、または6時間における2時間のMCAOの5分前または直後に化合物を注射することによって、7−Cl−Nec−1の治療時間域を確立する。各処理群において、n≧10。図30Fは、閉塞後6時間における投与時にzVAD.fmkによる神経保護の欠如を示す。閉塞の開始後2時間、4時間、または6時間に、化合物の送達を行った。各処理群において、n≧8。P値を示す。図30Gはin vivo脳虚血時のLC3−IIの誘導の遅延を示す。脳を、閉塞後記載された時点で収集し、LC3およびチューブリン(tub)に対する抗体を用いてウェスタンブロッティングを行った。LC3−II/チューブリン比を示す。図30Hは、閉塞後4時間および6時間における7−Cl−Nec−1の遅延投与によるLC3−IIの後期誘導の抑制を示す。脳を、閉塞後8時間に回収し、図30Gのように分析した。 図31は、Nec−1がネクロトーシスを特異的かつ効率的に抑制することを示す。図31Aは、Nec−1が、TNFαで24時間処理したFADD欠損ジャーカット細胞においてネクロトーシスに関連する細胞サイズおよび形状の変化を特異的に予防することを示す。前方および側方散乱光FACS分析の結果を示す。さらに、各試料におけるPI陰性生細胞の百分率(±標準偏差値)を測定した。図31Bは、Nec−1が、図31Aのように記載された時間処理されたネクロトーシスFADD欠損ジャーカット細胞において増殖能の喪失を予防することを示す。各試料におけるPI陰性生細胞数(±標準偏差値)を示す。図31Cは、ネクロトーシスおよびNec−1細胞保護が細胞周期の顕著な変化と関連がないことを示す。FADD欠損ジャーカット細胞を、図31Aに記載されているように処理し、細胞周期プロファイルをPI DNA量FACS分析法で分析した。ModFitソフトウェアを使用して、細胞周期の異なる期の細胞の百分率(±標準偏差値)を測定し、表に集計する。図31Dは、Nec−1(1)が、FADD欠損ジャーカット細胞において非特異的細胞毒性を誘導しないことを示す。FADD欠損ジャーカット細胞を、記載された濃度のNec−1およびNec−1i(対数スケール、単位:μM)で24時間処理した。ATPアッセイを使用して、細胞生存率を測定した。数値は、対応するDMSOで処理した細胞の生存率に対して標準化した生存率を表す。エラーバーは標準偏差値を示す。図31Eは、Nec−1が化合物で6時間処理したFADD欠損ジャーカット細胞の形態に有意には影響しないことを示す。細胞を固定し、包埋し、電子顕微鏡法を用いて分析した。代表的像を示す。図31Fは、Nec−1が、図31Aのように処理したネクロトーシスFADD欠損ジャーカット細胞において反応性酸素種(ROS)の部分増加を予防することを示す。細胞をジヒドロエチジウム(Molecular Probes)で染色し、FACSで分析した。ROSレベルの上昇を伴う細胞の百分率(±標準偏差値)を示す。図31Gは、Nec−1が、ジャーカット細胞における遺伝子発現に有意には影響しないことを示す。細胞をNec−1で16時間処理し、対照(Cy5)およびNec−1(Cy3)試料からのmRNAをAgilent DNAチップ分析にかけた。赤色点は、内部基準の対照である。 図32は、Nec−1が複数のネクロトーシス関連性形態変化を抑制することを示す。Balbc 3T3細胞を、TNFα、zVAD.fmk、およびNec−1で24時間処理した。細胞を固定し、抗ギアンチン(giantin)(ゴルジ、緑色)/抗KDEL(小胞体、赤色)抗体(図32A)、抗β−チューブリン(チューブリン、緑色)/TO−PRO−3色素(細胞核、青色)/ファロイジン−TRITC(アクチン、赤色)(図32B)、および抗シトクロムc(ミトコンドリア、赤色)/TO−PRO−3(細胞核、青色)(図32C)で染色した。 図33は、in vivo虚血誘導性神経細胞死の抑制に及ぼす7−Cl−Nec−1とzVAD.fmkの相加効果を示す。2時間の閉塞の開始後2時間および4時間に、zVAD.fmkのicv送達を単独で、または7−Cl−Nec−1と組み合わせて行った。個体動物の梗塞体積を示す。各処理群において、少なくとも8匹の動物を分析した。P値を示す。 図34Aは、ジャーカットT細胞を、記載された量の抗壊死性化合物(4)および(5)の存在下にFasリガンド(5ng/ml)、シクロヘキサミド(1μg/ml)、およびzVAD(100μM)で処理した結果を示すグラフである。36時間後に、ATPアッセイを使用して、生存率を測定した。生存率の値は、Fasリガンドを含まない試料を生存率100%の対照として使用して、比べたものである。 図34Bは、抗壊死性化合物が(19)および(20)である場合に、図34Aと同様にして得られたグラフである。 図35Aは、SH−SY5Y細胞を、zVAD(100μM)および化合物(19)(30μM)の存在下に1mMのMPP+で72時間処理した結果を示すグラフである。ATPアッセイを使用して、細胞生存率を測定した。 図35Bは、MPP+ではなく100μMのアミロイド−β 25−35タンパク質の存在下で細胞を処理した場合に、図35Aと同様にして得られたグラフである。

Claims (40)

  1. 表1に示す疾患または状態を有する対象を処置する方法であって、有効量のNec−1e化合物、Nec−2b化合物またはNec−3b化合物を前記対象に投与することを含む、前記処置方法。
  2. 前記Nec−1e化合物が実質的に純粋なA異性体である、請求項1に記載の方法。
  3. 表1に示す疾患または状態を有する対象を処置する方法であって、前記処置方法は有効量のNec−3化合物を前記対象に投与することを含み、前記Nec−3化合物が実質的に純粋な(3R,3aR)−rel異性体である前記方法。
  4. 前記Nec−3化合物が化合物(1)〜(217)から選択される、請求項3に記載の方法。
  5. 前記Nec−3化合物が表7の化合物(141)、(161)、(166)、(167)、(169)、(171)、(178)および(182)、表8の化合物(185)、(188)、(190)、(192)および(194)、および表9の化合物(147)、(148)、(150)、(151)、(154)、(158)および(159)から選択される、請求項4に記載の方法。
  6. 表2に示す疾患または状態を有する対象を処置する方法であって、有効量のNec化合物を前記対象に投与することを含む、前記方法。
  7. 前記Nec化合物が化学式(I)に示されるNec−1化合物である請求項6に記載の方法
    Figure 2009521454
    (式中、
    はメチル、メトキシル、Cl、BrまたはFを表し、Rは1から4の炭素原子を有するアルキルを表す。)。
  8. がClであり、Rがメチルである、請求項7に記載の方法。
  9. がClであり、Rがエチルである、請求項7に記載の方法。
  10. 前記Nec−1化合物が実質的に純粋なA異性体である、請求項7ないし9のいずれかに記載の方法。
  11. 表3に示す疾患または状態を有する対象を処置する方法であって、有効量のNec−1c化合物を前記対象に投与することを含む、前記方法。
  12. 表4に示す疾患または状態を有する対象を処置する方法であって、有効量のNec−1d化合物を前記対象に投与することを含む、前記方法。
  13. 表1に示す疾患または状態を有する対象を処置する方法であって、有効量のゲルダナマイシンを前記対象に投与することを含む、前記方法。
  14. Nec−1e化合物。
  15. 化学式(XVI)に示されるNec−1化合物
    Figure 2009521454
    (式中、
    およびXはそれぞれ独立に=S、=O、=N、H、R11、SR11、NR11またはOR11を表し;
    YはS、NHまたはNRを表し;
    GはCH、O、SRまたはNRを表し;
    、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、IN(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C6−12アリール、アシル、アセチル、アシルアミノまたはC2−9ヘテロアリールを表し;
    はH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、COOH、CO、NO、NHC(O)R、アシル、アセチル、アシルアミノ、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C6−12アリール、C2−9ヘテロアリール、アミンまたはピペリジンを表し;
    、RおよびRはそれぞれ独立にH、OH、OR、F、Cl、Br、I、N(R、アシル、アセチル、アシルアミノ、NO、C1−7アルキル、C2−7アルケニルまたはC2−7アルケニルを表し;
    はH、OH、NO、F、Cl、Br、I、C1−7アルキル、C6−12アリール、アリールアルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、C2−9ヘテロアリール、アセチル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、アシルまたはハロゲンを表し;
    、R10、R9’およびR10’はそれぞれ独立にH、OH、F、Cl、Br、I、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニルか、またはCおよび/またはCn’を含んでなる3から6員環のシクロアルキルを表し、あるいはRおよび/またはR10はなくてもよく;
    11はH、OH、NO、F、Cl、Br、I、アセチル、メトキシル、アミノ、アシルアミノ、C1−7アルキル、C2−7アルケニル、C2−7アルキニル、またはアシルを表し;
    nおよびn’はそれぞれ0から5の整数であり;
    n’’は0または1であり;
    結合(a)、(b)および(c)はそれぞれ独立に単結合または二重結合であり、ただし、結合(a)および結合(b)の両者が二重結合となることはなく、
    ここで、Xが=O、OHまたはHの場合、Xは=SまたはSR12ではなく、R12はHまたはアルキルであり、
    およびXの両者が=Oとなることはない。)。
  16. GおよびYがそれぞれNHを表し:
    、R、R、R、RおよびR10がそれぞれHを表し;
    nが1であり;
    n’およびn’’がそれぞれ0であり;
    (a)が二重結合であり;
    (b)および(c)がそれぞれ二重結合である、
    請求項15に記載のNec−1化合物。
  17. がメチル、メトキシル、Cl、BrまたはFを表し;
    が1から4の炭素原子を有するアルキルを表す、
    請求項16に記載のNec−1化合物。
  18. が=Oである、請求項17に記載のNec−1化合物。
  19. が=Oである、請求項17に記載のNec−1化合物。
  20. 前記Nec−1化合物が実質的に純粋なA異性体である、請求項14ないし19のいずれかに記載のNec−1化合物。
  21. Nec−2b化合物。
  22. 化学式(IV)に示されるNec−2化合物
    Figure 2009521454
    {式中、
    、R、R、R、R、R、R、R、RおよびR10はそれぞれ独立に水素、アシル、アセチル、直鎖および分岐アルキル、ハロゲン、アミノ、メトキシル、ニトロ、またはC(O)R12、C(S)R12、C(O)OR12、C(O)NR1213、C(S)NR1213またはS(O)R12を表し(ここで、R12およびR13はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキルまたは置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルを表し);
    (a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
    (b)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
    Xは水素、アシル、アセチル、アルキル、ハロゲン、アミノ、アシルアミノ、ニトロ、=S、SR11、=N、NR11、=O、またはOR11であり(ここで、R11は水素、アシル、アセチル、アルキルまたはアシルアミノであり);
    但し、R、R、R、R、RおよびR10がそれぞれ水素であり、R、R、RおよびRがそれぞれメトキシルである場合、Xは=O、水素またはヒドロキシルではない。}。
  23. Nec−3b化合物。
  24. 化合物(1)〜(217)から選択される、請求項23に記載のNec−3b化合物。
  25. 表7の化合物(141)、(161)、(166)、(167)、(169)、(171)、(178)および(182)、表8の化合物(185)、(188)、(190)、(192)および(194)、および表9の化合物(147)、(148)、(150)、(151)、(154)、(158)および(159)から選択される、請求項24に記載のNec−3b化合物。
  26. 化学式(V)に示されるNec−3化合物
    Figure 2009521454
    {式中、
    Zは結合、CH、CHCH、O、S、S(O)、S(O)またはNRであり(ここで、Rは置換されていてもよいC1−6アルキル、置換されていてもよいC7−16アラルキルまたは置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり);
    (a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
    、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素、1から6の炭素原子を有するアルカノイル、1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルコキシアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニルアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニルアルキル、C7−16アラルキル、アミノ、1から6の炭素原子を有するアミノアルキル、CまたはC10アリール、CまたはC11アリーロイル、アジド、1から6の炭素原子を有するアジドアルキル、カルボキシアルデヒド、アルキレン基が1から6の炭素原子を有する(カルボキシアルデヒド)アルキル、3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキル、ハロ、1から6の炭素原子を有するハロアルキル、C2−9ヘテロシクリル、C2−9(ヘテロシクリル)オキシ、C3−10(ヘテロシクリル)オイル、ヒドロキシル、1から6の炭素原子を有するヒドロキシアルキル、ニトロ、1から6の炭素原子を有するニトロアルキル、N−保護アミノ、アルキレン基が1から6の炭素原子を有するN−保護アミノアルキル、1から6の炭素原子を有するチオアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するチオアルコキシアルキル、−(CHCO(ここで、qは0から4であり、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHCONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)C1−6アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSO(ここで、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHNR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)N−保護基、(c)1から6の炭素原子を有するアルキル、(d)2から6の炭素原子を有するアルケニル、(e)2から6の炭素原子を有するアルキニル、(f)CまたはC10のアリール、(g)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキル、(h)3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、および(i)シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキルからなる群から選ばれ、ただし、2つの基がカルボニル基またはスルホニル基を介して該窒素原子に結合することはない)、C1−6パーフルオロアルキル、C1−6パーフルオロアルコキシ、CまたはC10アリールオキシ、C3−8シクロアルコキシ、C9−14シクロアルキルアルコキシ、またはC7−16アリールアルコキシを表し;
    は置換されていてもよいCまたはC10アリールまたは置換されていてもよいC2−9ヘテロアリールであり;
    はC(O)R、C(S)R、C(O)OR、C(O)NR10、C(S)NR10、C(NH)RまたはS(O)Rであり(ここで、RおよびR10はそれぞれ独立にH、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり);
    は水素、C1−6アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり;
    11はH、置換されていてもよいC1−12アルキル、または置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキルであり、
    但し、R、R、RおよびRがそれぞれ水素、アミノ、ハライドおよびヒドロキシルからなる群から選ばれ、ZがCHである場合、Rはヒドロキシルまたはメトキシルではない。}。
  27. 化学式(VI)に示されるNec−3化合物
    Figure 2009521454
    {式中、
    Zは結合、CH、CHCH、O、S、S(O)、S(O)またはNR12であり(ここで、R12は置換されていてもよいC1−6アルキル、置換されていてもよいC7−16アラルキルまたは置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり);
    (a)により示される結合は単結合または二重結合であることができ;
    、R、R、R、R、R、R、R10およびR11はそれぞれ独立に水素、1から6の炭素原子を有するアルカノイル、1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルコキシアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルフィニルアルキル、1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニル、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するアルキルスルホニルアルキル、C7−16アラルキル、アミノ、1から6の炭素原子を有するアミノアルキル;CまたはC10アリール、CまたはC11アリーロイル、アジド、1から6の炭素原子を有するアジドアルキル、カルボキシアルデヒド、アルキレン基が1から6の炭素原子を有する(カルボキシアルデヒド)アルキル、3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキル、ハロ、1から6の炭素原子を有するハロアルキル、C2−9ヘテロシクリル、C2−9(ヘテロシクリル)オキシ、C3−10(ヘテロシクリル)オイル、ヒドロキシル、1から6の炭素原子を有するヒドロキシアルキル、ニトロ、1から6の炭素原子を有するニトロアルキル、N−保護アミノ、アルキレン基が1から6の炭素原子を有するN−保護アミノアルキル、1から6の炭素原子を有するチオアルコキシ、アルキルおよびアルキレン基が独立に1から6の炭素原子を有するチオアルコキシアルキル、−(CHCO(ここで、qは0から4であり、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHCONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)C1−6アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSO(ここで、Rは(a)C1−6アルキル、(b)CまたはC10アリール、および(c)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHSONR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)アルキル、(c)CまたはC10アリール、および(d)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキルからなる群から選ばれる)、−(CHNR(ここで、RおよびRは独立に(a)水素、(b)N−保護基、(c)1から6の炭素原子を有するアルキル、(d)2から6の炭素原子を有するアルケニル、(e)2から6の炭素原子を有するアルキニル、(f)CまたはC10のアリール、(g)アルキレン基が1から6の炭素原子を有するアリールアルキル、(h)3から8の炭素原子を有するシクロアルキル、および(i)シクロアルキル基が3から8の炭素原子を有しアルキレン基が1から10の炭素原子を有するシクロアルキルアルキルからなる群から選ばれ、ただし、2つの基がカルボニル基またはスルホニル基を介して該窒素原子に結合することはない)、C1−6パーフルオロアルキル、C1−6パーフルオロアルコキシ、CまたはC10アリールオキシ、C3−8シクロアルコキシ、C9−14シクロアルキルアルコキシ、またはC7−16アリールアルコキシを表し;
    はC(O)R13、C(S)R13、C(O)OR13、C(O)NR1314、C(S)NR1314、C(NH)R13またはS(O)R13であり(ここで、R13およびR14はそれぞれ独立に水素、置換されていてもよいC1−12アルキル、置換されていてもよいC1−7ヘテロアルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルを表す);
    は水素、C1−6アルキル、置換されていてもよいCまたはC10アリール、置換されていてもよいC7−16アラルキル、置換されていてもよいC2−9ヘテロアリール、または置換されていてもよいC2−15ヘテロアラルキルであり、ただし、R、R、RおよびRないしR11が水素、アミノ、ハライドおよびヒドロキシルからなる群から選ばれ、ZがCHである場合、Rはヒドロキシルまたはメトキシルではない。}。
  28. (a)で示される結合が二重結合であり、R、R、R、R、R、R、R10およびR11がそれぞれ独立に水素を表す、請求項27に記載のNec−3化合物。
  29. およびRがそれぞれ独立に1から6の炭素原子を有するアルキル、1から6の炭素原子を有するアルコキシ、ハロ、またはアミノを表す、請求項28に記載のNec−3化合物。
  30. 実質的に純粋な(3R,3aR)−rel異性体である、請求項23ないし29のいずれかに記載のNec−3化合物。
  31. 実質的に純粋な(3R,3aR)−鏡像異性体である、請求項23ないし30のいずれかに記載のNec−3化合物。
  32. 実質的に純粋な(3S,3aS)−鏡像異性体である、請求項23ないし30のいずれかに記載のNec−3化合物。
  33. (i)請求項14ないし20のいずれかに記載のNec−1化合物、および
    (ii)医薬的に許容できる賦形剤
    を含む、医薬組成物。
  34. (i)請求項21または22に記載のNec−2化合物、および
    (ii)医薬的に許容できる賦形剤
    を含む、医薬組成物。
  35. (i)請求項23ないし32のいずれかに記載のNec−3化合物、および
    (ii)医薬的に許容できる賦形剤
    を含む、医薬組成物。
  36. (i)請求項14ないし20のいずれかに記載のNec−1化合物、および
    (ii)表1に示される疾患または状態を有する対象に前記化合物を投与するための指示書
    を含む、キット。
  37. (i)請求項21または22に記載のNec−2化合物、および
    (ii)表1に示される疾患または状態を有する対象に前記化合物を投与するための指示書
    を含む、キット。
  38. (i)請求項23ないし32のいずれかに記載のNec−3化合物、および
    (ii)表1に示される疾患または状態を有する対象に前記化合物を投与するための指示書
    を含む、キット。
  39. RIP1を選択的に阻害する化合物としての候補化合物を識別するための方法であって、
    a)RIP1ポリペプチドと前記化合物とを含む混合物を、前記化合物不存在では前記RIP1ポリペプチドが基準レベルのリン酸化を受けることができる条件下でインキュベートし、
    b)RIP1リン酸化のレベルを検出し、
    c)RIP1の前記リン酸化レベルの前記基準レベルに対する比を決定し、
    d)RIP2またはRIP3ポリペプチドと前記化合物とを含む第2の混合物を、前記化合物不存在では前記RIP2ポリペプチドが第2の基準レベルのリン酸化を受けることができる条件下でインキュベートし、
    e)RIP2またはRIP3のリン酸化のレベルを検出し、
    f)RIP2またはRIP3の前記リン酸化レベルの前記第2の基準レベルに対する比を決定する、
    工程を含み、
    工程c)で決定された前記比が工程f)で決定された前記比よりも小さい場合、前記化合物はRIP1を選択的に阻害する方法。
  40. RIP1を選択的に阻害する化合物としての候補化合物を識別するための方法であって、
    a)RIP1ポリペプチドと前記化合物を接触させ、
    b)前記化合物の前記RIP1ポリペプチドへの結合を検出し、
    c)RIP2またはRIP3ポリペプチドと前記化合物を接触させ、
    d)前記化合物の前記RIP2またはRIP3ポリペプチドへの結合を検出する、
    工程を含み、
    前記RIP1ポリペプチドに結合し前記RIP2またはRIP3ポリペプチドには結合しない化合物はRIP1を選択的に阻害する化合物として識別される方法。
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