抑制缺氧誘導型轉錄因子復合體的活性的組合物和方法及其治療腫瘤的用圖
【專利說明】抑制缺氧誘導型轉錄因子復合體的活性的組合物和方法及 其治療腫瘤的用途
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年8月29日提交的美國臨時申請第61/694, 717號公開的發明 的權益，將其全部內容以引用的方式并入本文中。
[0003] 關于聯邦贊助的研發的聲明
[0004] 本發明是根據美國國家科學基金會（NationalScienceFoundation)所授予的合 同第CHE-1161644號在政府的資助下得以完成的。政府在本發明中享有一定權利。
技術領域
[0005] 本發明涉及橋二硫二酮哌嘆（epidithiodiketopiperazine)化合物，基于其的藥 物組合物，以及處理、減少或抑制缺氧（hypoxia)誘導型基因的轉錄和翻譯的方法。
[0006] 發明背景
[0007] 癌癥發病率和死亡率的高比例仍是西方社會人群主要關心的問題。除了對癌癥患 者以及其直系親屬成員有影響外，癌癥還給社會造成了很大的負擔。癌癥治療和病患護理 的成本通常較高，并促成了健康保險成本增加，進而導致未保險的人比例更高，并因此使在 未保險的人患病或受傷時的經濟負擔增加。癌癥也因癌癥患者曠日持久的缺席工作而對商 業造成了顯著的負面影響。
[0008] 雖然多年來癌癥治療方法已大大改進，但仍有許多挑戰，最顯著的是癌癥患者中 的復發，以及治療癌癥晚期患者以及患轉移性疾病或全身性癌癥（例如白血病或淋巴瘤） 的患者的困難。例如，改進的診斷方法結合更好的手術技術使腫瘤科醫生更有信心移除腫 瘤，同時將正常組織的移除減到最少。由此，可縮短患者的恢復時間，并且減少心理影響。然 而，外科手術僅是治療具有局部非轉移性腫瘤或最低程度擴散的腫瘤的患者的少數有效手 段之一。
[0009] 化學療法是針對某些癌癥類型的另一治療選擇。然而，相比于正常細胞，化療方法 一般對腫瘤細胞沒有特異性。因此，化學療法通常伴隨有嚴重的副作用，可以對患者的免疫 系統和迅速分裂的組織（例如肝臟、腎臟、腸和上皮中的組織）特別有害。
[0010] 癌的進展取決于血管發生或穿透每個實體瘤的新血管的芽生。定義癌的快速組 織增殖造成大量的適應性細胞響應，其中主要是獨特但相關的血管發生和增加的糖酵解過 程。血管發生主要由一些促有絲分裂因子驅動，例如血管內皮生長因子（VEGF)，并且其受體 起著關鍵作用。雖然新血管形成在胚胎發育中是必不可少的，但其在癌癥中是極不受歡迎 的，因為這些初生的血管會灌入腫瘤組織，并且為其提供增加的氧合作用和養分以便更快 速的生長。血管發生是特別有害的，因為其造成雙重威脅：其不僅加速腫瘤生長，而且經由 新形成的脈管系統而提供代謝入口。由于對總體患者生存影響最大的是轉移性生長，因此 血管發生是關鍵的化療靶標。而且，血管靶標不應對治療產生抵抗，因為其不受發生在惡性 細胞中的多重突變的影響。將血液供應（脈管系統）作為靶標的一個主要優點是：不同于 癌組織中的細胞，構成血管的細胞是遺傳穩定的，并因此應當對治療具有減弱的抗性。
[0011]當腫瘤細胞繼續增殖時，其被迫使遠離攜帶代謝過程所需的氧和營養物的血液供 應，并因此不能獲得足夠的氧灌注。接踵而至的缺氧1造成厭氧代謝，其選擇出糖酵解上調 的細胞2。增強的糖酵解功能隨后導致乳酸生成增加，這降低了細胞內PH并且可促進細胞 外基質和基底膜的降解，從而促成血管發生3。糖酵解在克服腫瘤發生期間的生長抑制方面 帶來了顯著的優勢4'5,多數原發性轉移瘤展示了諸如己糖激酶1和2以及葡萄糖載體GLUTl 和GLUT3等糖酵解酶的顯著上調6。
[0012] 缺氧是實體瘤最重要的標志之一，其在細胞增殖、信號傳導和生長中起著重要作 用7。典型的贅生物（neoplasm)通常在其早期缺乏血管。快速增殖的細胞有助于缺氧的發 展8。盡管細胞增殖在腫瘤的遠離血管的那些部分中有所減少9,但它們趨于選擇更有侵略 性的細胞表型。此外，已報告了遠離血管的缺氧組織產生了對P53介導的細胞凋亡喪失敏 感性的細胞7。
[0013] 除了缺氧細胞缺乏足夠的血液供應嚴重損害藥物向這些細胞的遞送這一事實之 外，缺氧還導致抗藥性中涉及的基因（例如P糖蛋白1(U1)的上調12'13。最重要地，從轉錄的 角度而言，缺氧造成血管發生 14和腫瘤侵襲15中涉及的基因的上調，從而造成更具侵略性的 癌表型16。
[0014] 在細胞和組織中，對缺氧的響應主要由缺氧誘導型轉錄因子家族介導，其中缺氧 誘導因子I(HIFl)起著主要作用。其是異二聚體轉錄因子，其介導在缺氧狀態中被上調的 許多關鍵基因的調控（圖la)17。在常氧條件中，HIFl的a亞基受到脯氨酸殘基402和564 的羥基化的調控18;這些修飾充當vonHippel-Lindau(pVHL)蛋白19結合HIFl的對接位 點，并使其帶有泛素標簽，以便進行隨后的蛋白酶體降解2°。然而，在缺氧條件下，HIFla積 聚，進入細胞核，并與其0亞基芳烴受體核轉運蛋白（ARNT或HIF10)形成二聚體21。其 結合至具有缺氧響應元件（HRE)的缺氧誘導型基因（包括VEGF、c-Met、EP0和GLUT-123'24) 的啟動子區22。由于低氧水平還妨礙Asn803處的另一調節位點的羥基化25~3°，輔活化因子 CREB結合蛋白（CBP)/p30031~33通過結合HIFla的C末端結構域而被募集，并且促進缺氧 誘導型基因的表達水平升高（圖Ib)34~36。在發現具有RAS、SRC和HER2/NEU/ERBB2的致 癌突變的許多腫瘤細胞中，即便在充分充氧的條件下，也檢測到了高水平的HIFla37。
[0015] 已顯示了HIFla的反義構建體在體內根除了較小的移植胸腺淋巴癌，甚至提高 了對于更大腫瘤的免疫療法的功效38。微管的小分子抑制劑，例如2-甲氧基雌二醇、長春 新堿和紫杉醇，據顯示能夠在體外降低HIFla水平，還減少腫瘤生長和血管化39。然而，不 清楚該腫瘤生長減少效果是由于微管抑制還是由于HIFla水平的降低。
[0016]HIFl主要通過一系列關鍵的半胱氨酸殘基與CBP/300的CHl結構域相互作用，并 且這種相互作用由疏水力驅動。據顯示，天然產物毛殼菌素（chetomin)(圖2,參見下文） (毛殼菌屬物種（Chaetomiumsp.)的真菌代謝物）展現出了對HIF/p300復合體的強效和 特異性的抑制。由于P300/CBP對于HIFl介導的反式激活而言是絕對必需的，阻斷HIFl和 P300/CBP的關聯有效地下調了轉錄。
【發明內容】
[0017] 本發明的一個實施方式涉及式I的化合物，包括其鹽、溶劑合物和水合物：
[0018]
【主權項】
1. 式I的化合物以及其鹽、溶劑合物和水合物：
其中 η = 1、2、3、4 ; 各二酮哌嗪環的中心之間的距離為4埃~32埃； 各二酮哌嗪環的中心之間優選的距離為10埃~22埃； 札和R 2獨立地選自由氫、烷基、具有取代基的烷基、氨基烷基和芳基組成的組； R3選自由Η、烷基、氨基烷基、PEG和酰基組成的組； Y 選自由（CH2)k、（-CH2-CH2-CH 1' (-CH2-CH2-NH-)^ (-CH2-CH2-S-)n、（-CH = CH-)。、雜環
組成的組，其中X選自由（CH2) k、（-CH2-CH2-O-)η (-CH2-CH2-NH_)m、（-CH2-CH 2_S-)n、（-CH = CH-)。和雜環組成的組；且其中 k、l、m、η、〇各自獨立地等于1、2或3 ;并且 R4選自由Η、烷基和鹵素組成的組。
2. 式II的化合物以及其鹽、溶劑合物和水合物：
其中 η = 1、2、3、4 ; 札和R 2獨立地選自由氫、烷基、具有取代基的烷基、氨基烷基和芳基組成的組； R3選自由H、烷基、氨基烷基、PEG和酰基組成的組； X 選自由（CH2)k、（-CH2-CH2-CH 1' (-CH2-CH2-NH-)（-CH2-CH2-S-) n、（-CH = CH-)。和雜 環組成的組；且其中k、l、m、n、〇各自獨立地等于1、2或3 ;并且 R4選自由H、烷基和鹵素組成的組。
3. 式III的化合物，包括其鹽、溶劑合物和水合物：
其中 η = 1、2、3、4 ; 札和R 2獨立地選自由氫、烷基、具有取代基的烷基和芳基組成的組； R3選自由Η、烷基、氨基烷基、PEG和酰基組成的組； X 選自由（CH2)k、（-CH2-CH2-CH 1' (-CH2-CH2-NH-)（-CH2-CH2-S-) n、（-CH = CH-)。和雜 環組成的組；且其中k、l、m、n、〇各自獨立地等于1、2或3 ;并且 R4= H、烷基或鹵素。
4. 一種藥物組合物，所述藥物組合物包含溶解或分散在載劑中的權利要求1~3中任 一項所述的至少一種化合物。
5. -種干擾細胞中的缺氧誘導型轉錄途徑的方法，所述方法包括： 使所述細胞與權利要求1~3中任一項所述的至少一種化合物接觸。
6. -種治療乳腺癌的方法，所述方法包括： 向有需要的受試對象施用有效量的權利要求1~3中任一項所述的至少一種化合物。
7. -種治療需要所述治療的患癌受試對象的方法，所述方法包括： 向所述受試對象施用有效量的權利要求1~3中任一項所述的至少一種化合物。
8. 選自以下化合物的化合物：
【專利摘要】公開了橋二硫二酮哌嗪化合物，基于其的藥物組合物，以及處理、減少或抑制缺氧誘導基因的轉錄和翻譯的方法。本發明的實施方式涉及干擾缺氧誘導型轉錄途徑的方法。一般而言，本實施方式所述的方法包括將細胞與式I、式II或式III的至少一種化合物或者其鹽、溶劑合物或水合物接觸。
【IPC分類】A61K31-4995
【公開號】CN104755084
【申請號】CN201380055934
【發明人】B·Z·奧萊尤克, R·迪貝, M·D·萊文
【申請人】南加州大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年3月15日
【公告號】CA2883904A1, EP2890382A1, US20150246933, WO2014035484A1