用于降低含有延伸核苷酸重复序列的基因的有害活性的化合物制造技术

技术编号:23773041 阅读:57 留言:0更新日期:2020-04-12 01:44
本公开的各方面包括通过使细胞与有效量的四氢咔唑胺化合物接触来降低细胞中的靶基因的有害影响,如细胞中含有突变型延伸核苷酸重复序列(NR)的靶基因的有害活性的方法。含有突变型延伸NR的靶基因的有害活性(例如,由其编码的产物的毒性和/或功能失调)可例如通过降低(并且在一些情况下差异地、包括选择性地降低)由所述靶基因编码的毒性表达产物(例如,RNA或蛋白质)的产生或活性来降低。还提供了用于实施主题方法的药盒和组合物。

Compounds used to reduce the harmful activity of genes containing extended nucleotide repeat sequences

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于降低含有延伸核苷酸重复序列的基因的有害活性的化合物相关申请的交叉引用按照美国法典第35篇第119条(e)款,本申请要求2017年6月19日提交的美国临时专利申请序列号62/522,000的申请日的优先权,所述申请的公开内容以引用的方式并入本文。引言编码或非编码DNA区中核苷酸重复序列的异常扩增与许多疾病病状相关。扩增的重复序列的这些突变区可产生突变基因产物,所述突变基因产物通过多种不同的机制(例如功能丧失性或功能获得性机制),例如由于毒性RNA、RNA加工改变、错误折叠和异常蛋白质、基因表达降低和蛋白质功能改变而引起疾病。长重复序列可形成可增加扩增或有时收缩的可能性的异常DNA结构。解释重复区域的动态行为的模型还涉及DNA复制或修复、错位和切除修复以及不等交换过程中的滑链错配。由于重复区域的体细胞和种系不稳定性,具有重复突变的家族可观察到疾病严重程度的增加,并且一代又一代的发病年龄更早(一种称为遗传早现(anticipation)的现象)。某些三核苷酸重复序列疾病由非编码序列中的重复序列引起,并且此类重复序列可导致受影响基因的功能丧失。牵涉于疾病中的三核苷酸重复序列包括CGG、GCC、GAA、CTG和CAG单元。序列本身的性质和重复序列的位置可影响疾病发病机制。X连锁三核苷酸疾病是脆性X综合征(FRAXA)、脆性XEMR(FRAXE)和脆性X震颤/共济失调综合征(FXTAS)。这组疾病包括功能丧失突变和毒性RNA产生。常染色体疾病包括肌强直性营养不良、弗里德赖希氏共济失调和两种类型的脊髓小脑性共济失调(SCA8和SCA12)。疾病的表型表现是高度可变的,并且发病机制也因疾病而异。聚谷氨酰胺重复序列疾病是特定的三核苷酸重复序列疾病类别。这些疾病由位于基因的蛋白质编码区中并且编码由这些基因编码的蛋白质中的聚谷氨酰胺束的外显子重复序列引起。神经元的亚群特别容易受到聚谷氨酰胺重复序列疾病机制的影响。以下实例是已知的聚谷氨酰胺重复序列疾病:齿状核红核-苍白球路易体萎缩症(DRPLA)、亨廷顿氏病、脊髓延髓肌营养不良和1型、2型、3型、6型、7型和17型脊髓小脑性共济失调。亨廷顿氏病样2可由致病性聚谷氨酰胺重复序列机制引起。聚谷氨酰胺重复序列疾病通常产生在生命的相对晚期发作并且导致进行性神经元功能障碍并最终导致严重的神经变性的症状。这些疾病的标志是含有聚谷氨酰胺束的蛋白质聚集体的存在,主要在受影响神经元的细胞核中发现。含有错误折叠的重复序列的蛋白质可以是毒性的,并且蛋白质聚集体可与转录调控因子具有改变的相互作用。但是,确切的发病机制是复杂的。不仅重复序列扩增确实影响编码具有不同功能的蛋白质的基因,而且聚谷氨酰胺重复序列疾病也可在脑的不同区域中显现。聚谷氨酰胺重复序列蛋白可在不适当活化细胞的凋亡途径中起作用,从而导致细胞死亡。还已经发现编码聚丙氨酸束的核苷酸重复序列引起疾病。例如,编码丙氨酸束的三核苷酸重复序列与先天性畸形综合征相关。受影响的基因编码在发育过程中起作用的转录因子,并且重复序列导致错误折叠的蛋白质及蛋白质聚集和降解。各种其它大小的核苷酸重复系列单元的不稳定区域也是疾病的基础。四核苷酸重复序列引起2型肌强直性营养不良,并且五核苷酸重复序列导致SCA10和SCA31。十二聚体重复序列一直参与进行性肌阵挛性癫痫中。不编码蛋白质的基因区段中三核苷酸重复序列的扩增可通过产生异常RNA而引起疾病。此外,重复序列扩增不必涉及三核苷酸。例如,在C9ORF72的非编码区中GGGGCC六核苷酸重复序列的扩增是两种疾病,即常染色体显性额颞叶痴呆(FTD)和肌萎缩性侧索硬化(ALS)的最常见原因。受这种常染色体显性突变折磨的个体经历执行功能和行为改变的缺陷(FTD)或运动神经元功能障碍(ALS)。一些患者可具有FTD和ALS症状的组合。C9ORF72六核苷酸重复序列也罕见地与帕金森病、假性痴呆、精神病症和其它神经系统疾病相关。尽管C9ORF72中六核苷酸重复序列的数目通常少于25,但突变重复序列区域最多可含有1500个或更多个六核苷酸单元。研究提出,六核苷酸重复序列区域是不稳定的并且异常长的重复序列可在易于扩增的易感单倍型背景上发生。
技术实现思路
本公开的方面包括通过使细胞与有效量的四氢咔唑胺化合物接触来降低细胞中的靶基因的有害影响,如细胞中含有突变型延伸核苷酸重复序列(NR)的靶基因的有害活性的方法。含有突变型延伸NR的靶基因的有害活性(例如,由其编码的产物的毒性和/或功能失调)可例如通过降低(并且在一些情况下差异地、包括选择性地降低)由所述靶基因编码的毒性表达产物(例如,RNA或蛋白质)的产生或活性来降低。还提供了用于实施主题方法的药盒和组合物。附图说明图1A-1B.将iPSC用不同剂量的化合物1处理24小时。收集细胞并且裂解以进行蛋白质定量。将等量的蛋白质施加到SDS-PAGE凝胶上用于蛋白质印迹。突变型HTT蛋白被聚Q抗体(来自Millipore的MAB1574)识别,而野生型HTT蛋白则被抗亨廷顿蛋白抗体(来自Millipore的MAB2166)印迹(图1A)。两种蛋白质均通过Li-CorOdyssey进行扫描和定量,并且通过微管蛋白进行归一化(图1B)。图2A.在用或不用化合物1处理的果蝇中对复眼的形态进行了分析。Gmr-Htt97Q/+(一种HD蝇模型)显示“毛糙眼”表型,而Gmr/+被包括作为正常对照(左图)。为了量化用10和100μM的化合物1处理的Gmr-Htt97Q/+中“毛糙眼”的出现,从每组中随机挑选十只蝇,并且在显微镜下确定具有“毛糙眼”表型的蝇的数量。与未处理的组相比,显示经处理的组中具有“毛糙眼”表型的HD蝇的相对百分比(右图)。数据呈现为平均值±SD(N=3;**,根据学生t检验p<0.01)。图2B.在存在或不存在化合物1处理的情况下测量HD蝇(elav::Htt97Q)羽化率。在羽化后3至4天收集由雄性(elav-gal4/cyo)和雌性(UAS-Htt97Q/UAS-Htt97Q)蝇的杂交产生的100只新孵化的蝇。羽化率由HD蝇(elav::Htt97Q)的数量对比非HD蝇(cyo::Htt97Q)的数量决定(N=3;*,根据学生t检验p<0.05)。定义在更详细地描述示例性实施方案之前,阐述以下定义以说明和限定说明书中所用术语的含义和范围。任何未定义的术语都具有其本领域公认的含义。提供适用于合成所公开的化合物的通常已知的化学合成方案和条件的许多通用参考文献是可获得的(参见例如,SmithandMarch,March'sAdvancedOrganicChemistry:Reactions,Mechanisms,andStructure,第五版,Wiley-Interscience,2001;或Vogel,ATextbookofPracticalOrganicChemistry,IncludingQualitativeOrganicAnalysis,第四版,NewYork:Longman,1978)。...

【技术保护点】
1.一种治疗受试者的与含有突变型延伸核苷酸重复序列的靶基因的有害影响相关的疾病或疾患的方法,所述方法包括:/n向有需要的受试者施用有效量的具有式(I)的结构的化合物:/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170619 US 62/522,0001.一种治疗受试者的与含有突变型延伸核苷酸重复序列的靶基因的有害影响相关的疾病或疾患的方法,所述方法包括:
向有需要的受试者施用有效量的具有式(I)的结构的化合物:



其中:
n是0、1或2;
R1、R2和R3独立地选自H、烷基、取代的烷基、酰基、取代的酰基、磺酰基、取代的磺酰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环;
R5-R8独立地选自H、卤素、烷基、取代的烷基、羟基、烷氧基、取代的烷氧基、氰基、硝基、羧基、羧酰胺、取代的羧酰胺、-SO3H、磺酰胺、取代的磺酰胺、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环;并且
每个R4独立地选自卤素、烷基、取代的烷基、羟基、烷氧基、取代的烷氧基、羧基、羧酰胺、取代的羧酰胺、-SO3H、磺酰胺、取代的磺酰胺、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环,其中m是0、1、2、3或4;
或其药学上可接受的盐;其条件是所述化合物不是



以治疗所述受试者的与含有突变型延伸核苷酸重复序列的靶基因的所述有害影响相关的疾病或疾患。


2.根据权利要求1所述的方法,其中所述疾病或疾患是神经变性疾病。


3.根据权利要求2所述的方法,其中所述疾病或疾患是亨廷顿氏病。


4.根据权利要求1所述的方法,其中所述疾病或疾患是神经肌肉功能障碍疾病。


5.根据权利要求1所述的方法,其中所述疾病或疾患选自脊髓小脑性共济失调、齿状核红核苍白球路易体萎缩症、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、脊髓和延髓肌肉萎缩、1型肌强直性营养不良和2型肌强直性营养不良。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中所述化合物具有式(II)的结构:



其中:
p是0或1;并且
R11选自烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环和取代的杂环;
其条件是当p是0时,R11不是取代的杂环。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中所述化合物具有式(III)的结构:



其中:
n是0、1或2;并且
每个R22独立地选自卤素、烷基、取代的烷基、羟基、烷氧基、取代的烷氧基、羧基、羧酰胺、取代的羧酰胺、-SO3H、磺酰胺、取代的磺酰胺、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环,其中q是0、1、2、3或4。


8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中所述化合物具有式(VI)的结构:



其中R23选自H、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、酰基、取代的酰基、磺酰基和取代的磺酰基。


9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中所述化合物具有式(X)的结构:



其中每个R21独立地选自卤素、烷基、取代的烷基、羟基、烷氧基、取代的烷氧基、氰基、硝基、羧基、羧酰胺、取代的羧酰胺、-SO3H、磺酰胺、取代的磺酰胺、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环,其中q是0或1。


10.根据权利要求9所述的方法,其中所述化合物具有式(XI)的结构:





11.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中所述化合物具有式(XII)的结构:






其中:
R31和R32各自独立地是H、卤素、烷基、取代的烷基、羟基、烷氧基、取代的烷氧基、羧基、羧酰胺、取代的羧酰胺、-SO3H、磺酰胺、取代的磺酰胺、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环;并且
R21-R25各自独立地是H、烷基、取代的烷基、羟基、烷氧基、取代的烷氧基、氰基、硝基、羧基、羧酰胺、取代的羧酰胺、-SO3H、磺酰胺、取代的磺酰胺、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环以及取代的杂环或–NR'R”,其中R'...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯·W·孙斯坦利·N·科恩邓宁封雅楠郑子豪
申请(专利权)人:小利兰斯坦福大学托管委员会托马斯·W·孙
类型:发明
国别省市:美国;US

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