茚并三嗪類化合物作為依賴nad(p)h的醌氧化還原酶底物的用途
【專利摘要】本發明公開了一系列茚并三嗪類化合物作為依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶底物的用途。這一系列茚并三嗪類化合物經依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶催化發生氧化還原循環反應，產生大量活性氧自由基，誘導強烈的氧化應激，從而對依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶表達的肺癌、肝癌、宮頸癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、鼻咽癌、腎透明細胞癌、口腔表皮樣癌、慢性髓原白血病、腸癌、腦癌、胃癌和食管癌等多種癌細胞有顯著殺傷作用。這一系列茚并三嗪類化合物作為依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶的底物還可用作放射治療癌癥的增敏劑，具有顯著地抗癌協同作用。此外，這一系列茚并三嗪類化合物作為依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶底物也具有抗細菌和抗真菌活性。
【專利說明】茚并三嗪類化合物作為依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶底物的用途
【技術領域】
[0001]本發明屬于藥物化學和生化藥理學領域，具體涉及一系列茚并三嗪類化合物作為依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶底物的用途。
【背景技術】
[0002]與其正常組織來源的細胞不同，癌細胞內的代謝發生了顯著的改變，目的是維持快速的增殖速率，抵制某些細胞死亡信號，尤其是那些誘導氧化應激損傷的信號。這就意味著癌細胞比正常細胞需要消耗更多的營養物質、排出更多的廢物。為了維持細胞分裂，細胞不僅需要增加體積大小還需復制DNA，這樣就產生了巨大的代謝需求，消耗大量的蛋白質、脂類、核酸還有能量。合成代謝方面的需求驅動細胞增加以葡萄糖和氨基酸為主的吸收，合成細胞增殖過程中所需的原料。在過去的近一個世紀中，癌細胞代謝的改變和適應性被廣泛研究，發現癌細胞中一些關鍵的代謝途徑如糖酵解和谷氨酰胺代謝發生改變。增加對腫瘤細胞代謝改變的本質的理解，通過控制這些代謝，使之回到正常細胞，將是一種全新的癌癥治療思路。近幾年來，這方面的研究已經成為國際上的熱點，多個研究表明，傳統上用于控制代謝類疾病的藥物具有顯著的抗癌效果，其中有些藥物已經進入臨床實驗，如針對糖酵解途徑中己糖激酶(Hexokinase)的2_脫氧葡萄糖(2-deoxyglucose)、氯尼達明(Lonidamine)和 3_ 溴丙酮酸(3_bromopyruvate);針對糖酵解途徑中丙酮酸激酶(Pyruvate kinase)的TLN-232 ;針對丙酮酸脫氫酶激酶(pyruvatedehydrogenase kinase I, PDKl)的二氯乙酸鹽(Dichloroacetate, DCA);針對谷氨酰胺代謝的Phenylacetate ;針對天冬酰胺代謝的Asparaginase和Pegasparaginase ;針對精氨酸代謝的Arginine deiminase等。這 些研究表明開發一些針對腫瘤細胞代謝的藥物有望治療癌癥，也為臨床研究提供了廣闊的前景。
[0003]目前主要通過篩選或基于理性設計尋找那些針對腫瘤代謝的化合物，一些傳統的方法如酶循環分析、色譜、質譜和核磁共振被用來評價細胞內代謝。然而這些方法存在一些弊端如樣品需要裂解，破壞了細胞的完整性，此外分析也較繁瑣需耗費大量時間，因此不適合可定量的、實時動態的高通量篩選，在活細胞或活體動物水平進行這方面的篩選更是非常困難。遺傳編碼的熒光探針更加適合針對代謝物的化學小分子篩選，近年來開發了一系列這樣的生物探針，如ATP探針、NADH探針、葡萄糖探針、谷氨酸探針、乳酸探針。在這些代謝物中，NADH和NAD+是最重要的輔酶參與了胞內重要的能量代謝過程。長久以來，研究者主要利用微弱的NAD(P)H內源熒光測定線粒體中能量代謝狀態，然而這個方法不僅無法區分NADH和NADPH，還存在諸如低靈敏度、紫外線損傷或要求復雜的儀器等缺點。近來Yellen和我們分別開發了遺傳編碼的NADH探針，使我們可以實時動態監測胞內NADH 水平變化(Zhao, Y.等，Cell Metab.2011, V.14(4), pp.555-566.Hung, Y.P.等，CellMetab.2011，V.14(4), pp.545-554.)。然而它們存在一些缺點如對pH敏感、折疊較差或親和力太高，更無法檢測NAD+水平變化，這樣一些缺點使得亟需一種新型的NADH探針應用于高通量藥物篩選。
[0004]依賴NAD (P) H的醌氧化還原酶(NQOl)，又稱D-硫辛酰胺脫氫酶(DT-diaphorase)，是真核細胞內普遍存在的一類黃素蛋白酶，定位于人類染色體16p22(Vasiliou, V.等，HumGenomics.2006, V.2 (5), pp.329-335.)。該酶利用輔酶NADH或NADPH催化醌類及其衍生物發生雙電子還原反應(Lind, C.等，Methods Enzymol.1990, V.186, pp.287-301.) ? 人源NQOl的晶體結構顯示輔酶和底物結合在NQOl相同的位點，酶促反應的機制為乒乓機制(Bianchet, Μ.A.等，Methods Enzymol.2004，V.382，pp.144-174.)。NQOl 主要定位在細胞質中，細胞核也有少量分布。與其他哺乳動物不同的是，NQOl在正常的人肝細胞中不表達，而在肝癌中表達(Creste il, T.等,Biochem Pharmacol.1991, V.42 (5), pp.1021-1027.)。此外，在許多人實體瘤如結腸癌、乳腺癌、胰腺癌和肺癌中，NQOl也是高表達的，因此NQOl也可作為一個抗癌化合物設計和篩選的祀標(Siegel, D.等，Free Radic BiolMed.2000, V.29 (3-4), pp.246-253.Schlager, J.J.等，Int J Cancer.1990, V.45 (3), pp.403-409.)0許多研究顯示經典的抗癌化合物β -拉帕醌(β-1apachone)是依賴NAD (P) H的醌氧化還原酶的底物，經NQOl催化發生氧化還原循環反應(先還原為氫醌，再生成半醌，最后回到原始狀態。)(見流程I)，產生活性氧自由基，誘導氧化應激，顯著地殺傷NQOl表達的癌細胞。目前該化合物已進入臨床II期(Trachootham, D.等，Nat Rev Drug Discov, 2009,V.8(7), pp.579-591.)。
[0005]
【權利要求】
1.式I所示茚并三嗪類化合物作為依賴NAD (P) H的醌氧化還原酶底物的用途
2.如權利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪類化合物中，w選自C或N ;v和X為N，必要時帶有一個H原子；y和z選自N和C，必要時帶有一個H原子；w、V、X、y和z形成的環是不飽和五元環洱1，R2，R3和R4各自獨立地選自氫、低級烷基、低級烷氧基、低級烷硫基、鹵素和芳基，或任何兩個相鄰的R1、R2> R3和R4結合在一起形成5、6或7元碳環。
3.如權利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪類化合物中，w選自C或N ;v和X為N ;y和z中一個為N,另一個為C ;w、V、x、y和z形成的環是不飽和五元環洱1，R2，R3和R4各自獨立地選自氫、低級烷基、低級烷氧基、低級烷硫基、鹵素和芳基，或任何兩個相鄰的R1、R2、R3和R4結合在一起形成5、6或7元碳環。
4.如權利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪類化合物中，w選自C或N ;v和X為N ;y和z中一個為N,另一個為C ;w、V、x、y和z形成的環是不飽和五元環；R\ R2> R3和R4各自獨立地選自氫、甲基、甲氧基、甲硫基、鹵素和芳基，或任何兩個相鄰的R1、R2、R3和R4結合在一起形成一個六元碳環。
5.如權利要求1所述的用途,其中式I所示茚并三嗪類化合物中，w選自C或N ;v和X為N ;y和z中一個為N,另一個為C ;w、V、x、y和z形成的環是不飽和五元環洱1、R2> R3和R4各自獨立地選自氫、甲基、甲氧基、甲硫基、鹵素和芳基，或R2和R3結合在一起形成一個六元碳環。
6.式I所示茚并三嗪類化合物在制備針對依賴NAD(P) H的醌氧化還原酶底物的生化試劑或藥物上的用途。
7.如權利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪類化合物用于制備針對依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶底物的氧化還原循環試劑。
8.如權利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪類化合物用于制備針對依賴NAD (P)H的醌氧化還原酶底物的抗癌劑。
9.如權利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪類化合物用于制備針對依賴NAD (P) H的醌氧化還原酶底物的放療增敏劑。
10.如權利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪類化合物用于制備針對依賴NAD(P)H的醌氧化還原酶底物的抗細菌劑。
11.如權利要求6所述的用途，其中式I所示茚并三嗪類化合物用于制備針對依賴NAD (P)H的醌氧 化還原酶底物的抗真菌劑。
【文檔編號】A61K31/53GK103520165SQ201310530246
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】楊弋, 趙玉政, 呼慶勛, 蘇倪, 王傲雪 申請人:華東理工大學