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针对神经降压素受体的治疗方法

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1.通讯作者及单位:Iyer,MR,美国,美国国立卫生研究院。

2.摘要:简介:神经降压素是一种肠脑肽激素,是一种在中枢神经系统和胃肠道中发现的13个氨基酸的神经肽。神经降压能系统涉及与神经精神病学和代谢机制,癌症生长,食物和药物摄入有关的各种生理学和病理学过程。NT通过其两个G蛋白偶联受体介导其功能:神经降压素受体1(NTS1/NTSR1)和神经降压素受体2(NTS2/NTSR2)。在过去的十年中,NTS3/NTSR3/sortilin在人类病理学中的作用也日益重要。已经出现了几种方法的发现,这些方法能够发现能够通过其受体调节该神经肽功能以达到治疗目的的化合物。涵盖的领域:本文概述了过去四十年的研究,并详细介绍了过去十年中针对NTSR的药物发现方法和专利策略。专家意见:神经降压素是一种重要的神经递质,可与各种神经递质和神经内分泌系统发生串扰。尽管已经做出了巨大的努力,导致具有选择性的激动剂和拮抗剂具有令人振奋的体外和体内活性,但针对神经降压能系统的化合物的治疗潜力仍需要充分利用,才能成功地将化合物成功地临床翻译,以治疗多种疾病。

3.前言

3.1.神经降压素

神经降压素(NT/NTS)是一种脑胃肠肽激素,最早于年由Carraway和Leeman从牛下丘脑中分离出来,随后由Kitabgi等人从牛肠中分离出来。[1-3]。13个氨基酸的神经肽(pGluLeu-Tyr-Glu-Asn-Lys-Pro-Arg-Arg-Pro-Tyr-Ile-Leu)在外侧中隔的CNS区,腹侧被盖区(VTA),实质区中都有大量表达在杏仁核中浓度最高的黑质(SN)[4]。尽管NT在胃肠道中大量表达,但在小肠,心脏,肝脏,肺,胰腺,脾脏和肾脏等外周器官中也检测到了NT[5]。NT在肠蠕动中起重要作用,并充当心血管系统的内分泌调节剂。编码该肽的基因的克隆显示,NT在结构上与神经调节素N有关,并且两者均源自共同的前体[6,7]。根据药理和生化特性,NT的生理功能是中枢神经系统(CNS)中神经递质的功能,该递质还可以在周围充当激素。NT调节许多其他神经递质系统,例如多巴胺能,谷氨酸能,GABA能,胆碱能和血清素能系统,因此复杂地参与了这些神经回路的生理功能和病理[8]。实际上,NT在调节多巴胺神经传递,降低体温,降低血压,非阿片类药物介导的镇痛和食欲行为中具有重要作用。基于NT的类似物作为镇痛药和神经精神疾病(如精神分裂症,精神刺激剂滥用,成瘾,帕金森氏病(PD))的新疗法的潜力已得到详细探讨,并得到了广泛的审查[8-12]。

3.2.神经降压素受体

种新型神经肽受体,与gp95/sortilin/NTSR3相同,只包含一个跨膜结构域,属于Vps10p(卵泡蛋白分选10蛋白)家族的I型膜糖蛋白[17,18]。此外,第四个与酵母分选受体有关的细胞内蛋白SorLA/LR11被提议为NTSR4[19]。NTSR1在中枢神经系统的神经元和神经胶质细胞中广泛表达,包括上眼裂核(SN),腹侧被盖区(VTA)和脊髓[20]。NTSR1的激活导致Gq偶联,从而导致磷脂酶C激活,肌醇磷酸的产生[20]和细胞内Ca2+的动员。NTSR2是一种个氨基酸的蛋白质,与NTSR1具有约64%的同源性[21]。NT对NTSR2的亲和力低于NTSR1,并且NT与NTSR2的结合可被左卡巴汀(一种非肽组胺H1受体拮抗剂)抑制。虽然NTSR1也表达于周围组织,但NTSR2主要表达于大脑,位于神经元细胞体和导水管周围的灰质(PAG)内。与NTSR2相似,NTSR3/sortilin在神经胶质细胞和神经元等中枢神经系统中表达,在外周,肝脏,骨骼肌和脂肪中也广泛表达。NTSR4具有与NTSR3/sortilin类似的结构,并且在大脑中分布广泛。NT的四个受体具有识别NT的C端8-13片段/序列的共同特征,并且与神经降压素及其类似物具有相似的结构-功能关系(图1)[11]。

NT引起的涉及NTSR1和NTSR2的镇痛已经得到了广泛的研究[22,23]。NT的抗精神病和低温作用主要是通过NTSR1介导的[12,24,25]。NTSR1在肿瘤发生中也起着重要作用,并且是癌症治疗中的重要药理学靶标[26]。NTSR3/sortilin参与小胶质细胞的细胞因子和趋化因子的迁移和释放,并且在外周具有广泛的作用[27]。通过对胰岛素反应性葡萄糖转运蛋白Glut4进行分选,Sortilin在脂肪细胞中也起着重要的作用[28]。

麦考林特(SR,3)被发现是NTSR1的第一个选择性非肽拮抗剂[29,30]。赛诺菲(Sanofi)正在进行II/III期临床试验,用于治疗精神疾病,神经性厌食症,结肠直肠癌,小细胞肺癌和前列腺癌。但是,没有最新的进展报道。它被广泛用作研究工具,以探索神经降压素与其他神经递质之间的相互作用以及它们在生理和病理过程中的作用。赛诺菲集团描述的另一种化合物SRA(4)阻断了NTSR1和NTSR2,被发现比SR更有效[31]。随后发现抗组胺药左卡泊汀(5)作为NTSR2的有效和选择性拮抗剂,是第一种用于表征神经降压素受体不同亚型的药物[22]。NTSR2的药理特性仍然存在差异。特别地,已知NT可以在该受体上充当激动剂,反向激动剂或拮抗剂。根据分离出NTSR2的物种和用于评估信号转导的细胞系统,这些测定法得出的结果不同[24],已知化合物的药理特性也有所变化[32]。在稳定表达NTSR2的CHO细胞系中使用FLIPR分析法,该受体介导的钙释放,以及在体内已知的NTSR1拮抗剂化合物SR和SRA在NTSR2处是完全激动剂[33]。还发现NTSR2选择性化合物左卡巴汀是体内止痛药,在体外是部分激动剂。相比之下,尽管NT在体内具有镇痛作用,但在FLIPR分析中它起着NTSR2拮抗剂的作用。据报道,源自牛β-乳球蛋白-位残基的β-乳酸降压素(HisIle-Arg-Leu)是对NTSR2选择性优于NTSR1的第一个天然配体(图2)[34]。

抗体的开发使NT受体蛋白的可视化及其可能的调控研究成为可能[35]。此外,Grisshamer及其同事报道了在NT结合的类似活性物的状态下,褐家鼠NTSR1的晶体结构在2.8?时的分辨率(8-13、2)[36]。最近,报道了全长人类NTSR1与人β-arrestin1(βarr1(ΔCT))的复合体的冷冻电子显微镜结构[37]。还报道了三种NTSR1变体的晶体结构,这些结构要么通过在大肠杆菌中进化出高功能表达水平而获得,要么通过直接进化为去污剂胶束中的稳定性而获得[38]。与大多数结晶的GPCR相对,这些NTSR1变体在胞质面上不包含大的修饰,并且具有活跃的信号传导,这更适合于更深入地了解NTSR1的结构-功能关系。在小型单层囊泡(SUV)环境中,高分辨率的核磁共振(NMR)可以解决NT的三维结构[39]。

与神经降压素复合的Sortilin胞外域的结构也已在2?分辨率下确定。揭示了神经降压素的C端部分结合在十叶β螺旋桨结构域的通道中[40,41]。此外,通过共结晶获得结合在神经降压素结合位点的sortilin-AF复合物的晶体,并以2.7的分辨率解析该复合物的结构。AF(6)(图2)是sortilin的小分子调节剂,其亮氨酸部分模仿神经降压素C末端亮氨酸的结合模式,AF的4-甲基伞形酮部分与苯丙氨酸形成π堆积[42]。

自从发现神经降压素以来,过去的四十年见证了巨大的研究工作,这些研究帮助我们了解了神经降压素信号传导机制的功能方面。详细的结构-活性关系研究确定,NT(NT(8-13))的C末端六肽链是所有四个神经降压素受体的受体结合和激活的主要分子决定因素,而该片段实际上比天然/母体肽NT[43、44]。另外,在Tyr11或11位的π电子系统中的芳香族残基对于与NT受体的结合是必需的[11]。Kleczkowska和Lipkowski在一篇综述中简要总结了SAR的其他显着特征[45]。为了治疗目的而利用知识需要考虑NT通过其受体的潜在伴随作用。因此,必须有足够的工具来研究该受体。

4.神经降压系统的治疗靶标

4.1.疼痛[23,46]

在中枢神经系统中,NT的功能包括其与多巴胺能系统的相互作用[47],以及诱导阿片样独立镇痛[22]和低温的能力[48]。观察到的大多数神经降压素已知活性与其C末端片段NT(8-13)相对应,导致许多研究小组开发出可以激活NT受体的肽类似物。为了避免肽酶降解,必须将NT直接施用于大脑以发挥其作用。而且,许多肽通常不穿过血脑屏障(BBB),已经开发出可以被递送到脑外并且可以穿过BBB的修饰的NT激动剂。Eisai发现的第一个跨过BBB的NT肽类似物在体内引起功能和行为变化的能力与NT相似,其中抗伤害感受伴随着体温过低[49]。基于此结果,开发了许多其他基于肽的化合物,包括NT66L,NT67L,NT72和NT79(表1)[50]。JMV-是伪肽,在代谢方面更稳定的神经降压素受体激动剂(IC50=0.15nM,用于抑制[I]-NT与新生小鼠脑的结合)在结合小鼠脑NT受体和收缩方面的亲和力比神经降压素高约3倍。豚鼠回肠。当暴露于大鼠脑膜时,该化合物也比神经降压素具有更高的抗降解能力。在体内集中给药后,它在小鼠中产生了扩展的低温,神经保护和镇痛作用[51]。

将L-neoTrp掺入一系列神经降压素类似物中可导致在体外血浆中稳定数小时的化合物(例如NT71/72)。这些药物中的几种已在各种行为分析中进行了检查,并被发现具有活性[50,52]。Pasternak和同事在伤害感受测试中也对其进行了系统地研究[53]。尽管神经降压素具有几种不同的中枢神经系统作用,但作为镇痛剂,低血压和体温过低等作用是显着的副作用[46]。

在改变NT天然肽以及NT(6/8-13)以产生具有亚型选择性和功效的类似物中一直进行着持续的努力。在NT(8-13)的13位带有三甲基甲硅烷基丙氨酸残基的新型类似物(例如JMV-,7)显示出对NT受体的亲和力高于NT天然肽。还发现JMV-可有效逆转分离的回肠平滑肌条测定法中卡巴胆碱引起的收缩并引起血压下降。在急性和持续性疼痛的实验模型中,它也会产生有效的镇痛作用[54]。NT(8-13)的探索性研究导致了具有亚微摩尔结合亲和力,激动剂活性并大大改善了血浆稳定性的大环支架(图3)[55,56]。

大量可用数据表明NTSR1和NTSR2均参与疼痛调节。受体类型在各种形式的急性和慢性疼痛中的作用以及NT受体之间的串扰非常复杂。在NTSR1和NTSR2上具有活性的化合物对许多伤害性范例具有镇痛作用,涉及热,机械,神经病和化学刺激。尽管NTSR1的激活还会引起血压和体温的下降,但已知通过NTSR2起作用的化合物在急性和慢性疼痛的动物模型中具有活性,从而导致体温过低和低血压受限。NTSR2优选肽可减轻与周围神经病变有关的疼痛。其中之一就是JMV-(8),它是通过酪氨酸11酰胺键的还原而合成的,并且对NTSR2的选择性比对NTSR1的选择性高(图3)[57]。当通过鞘内递送时,它在几种慢性疼痛模型中均有效[58,59]。NT79肽(表1,条目11)对NTSR2(倍)也具有选择性,并且已成为了解NTSR2在动物疼痛,抗精神病作用,能量消耗和血液调节中的作用的有价值的研究工具。压力[60]。像JMV一样,该化合物通过修饰酪氨酸11残基获得NTSR2选择性。其他NTSR2选择性化合物包括有效的肽-类肽杂化物10和11。这些化合物对NTSR2具有高度选择性,选择性分别高达12,(10)和22,倍(11),对11[61,62]。此外,最近还发现四氢呋喃氨基酸(例如12)具有较高的NTSR2选择性(图4)[63]。同样,在8和11位上带有非天然氨基酸的NT类似物增强了NT(8-13)类似物的关键药代动力学和药效学特征,即蛋白水解稳定性,NTSR2选择性和改善的止痛/不良反应比。肽序列中的6-OH-Tic(四氢异喹啉)取代Tyr11导致与NTSR1的结合亲和力显着下降,结果导致NTSR1/NTSR2选择性下降。在位置8掺入非天然氨基酸β3hLys可将血浆中的半衰期延长至24小时以上(表1,条目15)。将β3hLys8和6-OH-Tic都结合包含到NT(8-13)中,可产生强效的NTSR2选择性类似物,在大鼠福尔马林诱发的疼痛模型中(ED50=1.4nmol),在鞘内递送时具有很强的镇痛作用。值得注意的是,静脉内给予该NT类似物不会产生持续性低血压或体温过低[64]。

为了最小化介导诸如低血压和体温过低等副作用的NTSR1激活,通过研究新型NT(8-13)化合物在NTSR1和NTSR2结合位点的对接,使用分子建模方法来设计高度选择性的NTSR2配体。MD模拟显示NT(8-13)的Tyr11残基与位于hNTSR2的ECL2中的酸性残基(Glu)或与hNTSR1中相同位置的碱性残基(Arg)相互作用。新的具有碱性(Lys,Orn)或酸(Asp或Glu)功能的NT类似物的设计进一步证明了11位残基对NTSR1/NTSR2选择性的重要性。正如分子动力学模拟所预测的那样,带有Lys11的NT(8-13)类似物的结合表现出对hNTSR1-RE突变受体的更高亲和力,其中Arg被带负电荷的Glu残基取代[65]。

NTSR2激动剂的用途还可以逆转由神经损伤引起的负重和姿势缺陷[66]。因此,NTSR2激动剂可能为限制与周围神经病相关的疼痛提供新的治疗途径。还已经在动物模型中测试了阿片类药物-神经降压素杂合/二价化合物的药理作用[67,68]。天然产物和内源肽也激活神经降压素受体。NeuromedinN(表1,条目1)是与神经降压素相同的前体衍生的神经肽,显示神经降压素受体的激活。海洋天然产物contulakinG衍生的化合物CGX-(13)处于Ia期临床试验,用于治疗脊髓损伤后的中枢神经性疼痛(图5)[69,70]。还发现sortilinproBDNF相互作用的抑制剂可减轻慢性炎症性疼痛[71]。因此,神经降压素受体亚型选择剂的产生进一步为在疼痛中利用该治疗靶标提供了希望。

4.2.用于药物滥用和精神疾病的神经降压药[72–74]

NT与广泛的神经递质系统相互作用,因此已经与许多精神疾病的病理生理有关,例如精神分裂症,帕金森病(PD),亨廷顿氏病,药物滥用和孤独症[10,75,76]。多巴胺在不同大脑区域的失调与精神分裂症的病理生理有关[77]。NT对多巴胺的调节有很大影响,但也能调节几种神经递质系统。它调节多巴胺能神经元上NTSR1最高表达的中脑边缘多巴胺能系统。在精神分裂症患者中,脑脊液(CSF)NT浓度降低与更严重的精神病理学有关[78,79]。许多动物研究,包括对精神分裂症中惊吓反射的脉冲前抑制(PPI)的研究,都证实了精神分裂症中NT和DA之间的联系[80,81]。研究表明,集中给药的NT与全身给药的非典型抗精神病药具有相似的行为效果,中脑边缘系统中NT神经传递的增加可能会增强抗精神病药的治疗效果[82]。由于这些原因,可以假设NT传递是抗精神病药物作用机制必不可少的,并且NT可以用作内源性抗精神病药样化合物[83]。

帕金森氏病(PD)是一种神经退行性疾病,由黑纹状体多巴胺能神经元缺陷引起。纹状体多巴胺能神经支配的丧失是PD的运动障碍(例如肌肉僵硬和震颤)的原因。NT和多巴胺能系统之间的串扰表明NT可以在PD中发挥作用[10]。从PD死亡的患者的脑组织中以生化或组织学方法定量的NT水平显示NT结合位点数量减少[84,85]。在6-OHDA损伤的大鼠中,NT及其激动剂NT-69L通过阻断D-苯异丙胺和阿扑吗啡诱导的旋转行为,显示出抗帕金森病的功效[86]。NTSR1拮抗剂SR的给药与纹状体DA能传递增强有关[87]。赛诺菲(Sanofi)用SR在PD患者中进行的临床试验出乎意料地表明症状没有改善[88]。尽管需要评估NT及其受体在PD中的确切作用,并且需要协调动物模型向人类受试者的翻译,但研究支持NT及其调节剂在PD对症治疗中的潜在作用。

NT和一些穿透脑的NT类似物(激动剂)已显示出抗精神病样活性[83]。NT69L阻断了苯丙胺引起的大鼠多动症[89]。另一个可穿透脑的NT类似物PD显着降低了苯丙胺对小鼠的运动作用,并且还增加了脉冲前抑制作用,表明NTSR1激活抑制了精神运动性激动[76]。NT69L阻断了对尼古丁的启动和敏化,这与尼古丁的精神刺激作用的拮抗作用相一致,并且在FR1(固定比例为1)和FR5强化方案下用NT69L减毒的尼古丁自我给药对大鼠进行了预处理[90,91]。综上所述,这些研究与NT激动剂在治疗尼古丁依赖性方面的潜在作用是一致的。关于NT-可卡因的相互作用,SR的给药减弱了对可卡因的运动和饲养反应,但未能改变刻板印象的行为[92]。在另一项研究中,每天服药两周SR减弱了可卡因注射引起的运动敏化的表达,并且在大鼠适应期后开始SR治疗10天后,可卡因诱导的条件性位置偏爱(CPP)的表达被抑制[93]。这些数据证明了NT在维持可卡因诱导的行为中的作用。NTS1选择性拮抗剂SR在NTSR2上也具有激动剂特性,这一事实会使这些结果的解释变得复杂。有必要进行更多的研究来阐明NT在可卡因相关负债中的作用,并确定NT类似物是否在可卡因依赖管理中发挥作用。

NT和NTSR1与乙醇的某些行为效应有关。与非喜好动物相比,被选为喜好酒精的大鼠在行为,行为和脑电图(EEG)方面对酒精的反应都表现出更大的觉醒[94]。这些发现与人类饮酒者的反应类似,与社会饮酒者相比,他们对酒精的镇静作用和唤醒程度更高。在酒精偏爱大鼠的额叶皮层中发现了较低的NT浓度,并且通过NT给药可减轻两组之间的EEG频率差异。当在酒精和水之间自由选择时,与野生型同窝仔相比,NTSR1-/-小鼠显示出更多的酒精消耗,这在野生型动物中却不受NT69L的敲除[95]。在这项研究中,NTSR1-/-小鼠对酒精引起的共济失调相对不敏感,支持了NTSR1介导酒精中毒和消耗的理论。在NTSR2-/-小鼠中的研究显示,对催眠作用的敏感性降低,并且饮酒量增加,但是共济失调基因敲除动物和野生型动物之间没有观察到差异。在2瓶选择实验中,发现与野生型相比,NTSR2缺失小鼠对乙醇的急性催眠作用似乎不那么敏感,并且消耗了更多的乙醇。连续4天施用NT69L可以显着降低野生型同窝仔以及NTSR2无效小鼠的饮酒量和偏好。NT69L对NTSR1和NTSR2具有非选择性,主要通过调节纹状体中酒精产生的多巴胺和谷氨酸的变化来减少通过NTSR1的酒精消耗[72,96]。

此外,最近的研究表明,NT系统在自闭症谱系障碍(ASD)中可能失调。初步数据显示NT类似物在治疗小鼠ASD的重复性行为方面具有令人鼓舞的作用[75]。相对于对照儿童,尽管与重复性行为或任何其他与ASD相关的行为没有相关性,但在ASD儿童中发现的血清NT水平明显高于对照儿童[97]。周围组织中NT水平升高也可能导致ASD的周围表现,包括免疫和感觉不良适应,胃肠道问题和进食困难。综上,几条证据表明,NT系统可以为ASD症状的临床有效干预提供目标[98]。NT类似物还显示出作为精神分裂症,精神兴奋剂滥用和ASD中的治疗剂的广阔前景。

4.3.神经降压素与饮食、肥胖和心血管疾病

已知在CNS和周围产生的NT在每个部位介导不同的生理作用。减肥手术和体重减轻后循环中的NT水平升高,提示NT参与体重的外周调节[]。尽管中枢NTS与外周NTS的不同作用支持了NT不穿越血脑屏障的观点,但不能排除NT往返大脑的某些转运[99,]。当脑室内或直接注射到离散的大脑区域时,NT会抑制啮齿动物的食物摄入[,]。这些作用主要是通过NTSR1介导的,因为敲除NTSR1的小鼠食欲和体重增加了[]。Sprague-Dawley和遗传性肥胖的Zucker大鼠在腹膜内(IP)施用NT69L后的2-4周内,体重增加呈剂量依赖性降低[]。另一个类似物PD,抑制了食物的摄入和体重,而没有产生耐受性[]。NT也直接与下丘脑中的瘦素信号传导有关[99,]。还证实了长效的,聚乙二醇化的NT肽类似物(P-NT)在每天饮食6天时可降低饮食诱导的肥胖小鼠的食物摄入,体重和肥胖[]。当P-NT与胰高血糖素样肽1模拟利拉鲁肽组合时,相对于单独使用每种药物,这两种肽协同作用以减少食物摄入和体重。此外,P-NT和利拉鲁肽合用可改善血糖,减少脂肪性肝炎。

NT缺陷小鼠表现出肠道脂肪吸收显着减少,并受到肥胖,肝脂肪变性和与高脂肪消耗有关的胰岛素抵抗的保护。在HFD诱导的体重增加中,用SR治疗HFD喂养的野生型小鼠13周后,NT的作用进一步显现,这显着降低了体重增加而未改变食物摄入量[]。当使用NT-/-小鼠及其野生型同窝仔重复实验并发现用SR预处理可抑制野生型小鼠的肠道脂肪酸(FA)吸收时,结果得到了进一步证实,而在NT-/-小鼠中却确实如此服用橄榄油后不能进一步降低脂质的吸收。因此,SR的作用似乎反映了功能失调的NT信号传导,而不是脱靶效应。Rabinowich及其同事还证明了放置在HFD上的NTSR3/sortilin缺陷小鼠表现出类似于NT缺陷小鼠的表型[],显示了NTSR3/sortilin的相似作用。综上所述,这些结果表明NT主要通过NTSR1促进肠道脂质的摄取,但是不能排除NTSR3在促进HFD喂养的小鼠体重增加中的可能贡献。

空腹血浆中pro-NT(相对于NT等摩尔量产生的稳定的NT前体片段)的空腹血浆水平升高,与患糖尿病,心血管疾病和死亡率的风险增加相关[]。在人类中,肥胖和胰岛素抵抗的受试者血浆中的pro-NT浓度均升高,而在非肥胖受试者中,pro-NT的高水平表明其在以后的生活中患肥胖症的风险更高。儿童血浆NT水平升高也与普拉德·威利综合症(PWS)有关[]。由于其与增加的脂肪吸收和肥胖症的联系,NT水平可以作为未来肥胖症的预后标志物,因此是肥胖症治疗和预防的潜在目标。对来自40名接受肥胖手术的病态肥胖受试者的活检中血浆pro-NT水平与内脏脂肪组织(VAT)炎症之间关系的研究表明,proNT水平升高与2型糖尿病患者的VAT巨噬细胞浸润程度显着相关。2糖尿病和非酒精性脂肪肝疾病,进一步牵涉NT在可能由肠道脂肪吸收增加和脂肪组织中广泛的促炎环境介导的代谢状况发展中的作用[]。

NT还产生多种心血管效应,包括调节心率,心肌收缩力,全身性血压,冠状动脉血管张力,静脉平滑肌张力[,,]。已知NTSR1,NTSR2和NTSR3在心肌中表达。NTSR1具有与磷脂酶C-肌醇三磷酸转导途径偶联的高亲和力NT结合位点,主要负责介导NT诱导的心血管反应。

在基于人群的研究中,系统性NT水平升高可能会导致急性循环系统疾病的发病机制,并预测心血管疾病发病率和死亡率的风险。前神经降压素浓度越高,社区发生心血管事件的风险越大[]。在许多人类疾病中,包括癌症和心血管疾病,NTS3/sortilin表达水平异常高。Sortilin1的功能丧失已显示出通过减轻胆管结扎小鼠的肝胆汁酸积累,可预防胆汁淤积性肝损伤和肝纤维化[]。肝细胞sortilin敲除小鼠和sortilin1抑制剂治疗可减轻西方饮食喂养小鼠的血浆胆固醇[]。与肥胖相关的体重增加的NT/NTSR1/NTSR3轴是肥胖相关疾病的重要治疗靶标。因此,有必要进一步研究NT作为改变食欲和体重的新靶标的潜力,以及描述脑和外周的各种NT人群及其受体如何促进NT介导的进食和其他方面生理。

4.4.用于癌症治疗和成像的神经降压素化合物

NTS及其受体与不同癌症和癌细胞系的肿瘤发生有关[]。在胰腺导管腺癌(PDAC),导管乳腺癌,恶性胸膜间皮瘤(MPM),非小细胞肺癌(NSLC),结肠腺癌和前列腺癌中可见到显着的NT受体表达。NT受体在多种癌症进展中的高水平表达已引起人们对肿瘤学中靶向NT受体的治疗干预和成像方式发展的兴趣[26,-]。

NTSR1在肿瘤发生,肿瘤进展/行为中具有重要作用,并作为许多生物的病理生物标志物和经过验证的靶标。与正常健康组织中的边缘表达相比,许多癌症中NTSR1音调的提高,加上对NTSR1的高NT亲和力,引起了对靶向NTSR1的放射性药物开发的极大兴趣[]。针对SPECT,PET和放射治疗的靶向神经降压素受体阳性肿瘤的放射性药物包括肽类药物和非肽类药物。大多数靶向NTSR1的激动剂的首选选择包括截短的NT序列NT(8-13)和NT(6-13),因为这些肽对NTSR1和亲本NT具有相关的生物学作用[]。还开发了基于神经降压素拮抗剂(非肽)的其他显像剂,并已在动物模型中进行了测试[]。常见的放射性核素包括Tc-99m,Re-,铟,I-,Ga-68、18F,64-Cu和Lu,这些都是SPECT和PET基探针的首选螯合剂,例如DOTA,DPTA,NOTA,以及其他实体(表2)。

Chavatte等人报道了最早的以SPECT核素Tc-99m标记,然后以Re-作为治疗替代物的NT类似物。RP(二甲基-Gly-SerCys(乙酰氨基甲基)-Gly)用作螯合剂,得到RP-NT10-13(表3,条目1)[,]。该替代物在血浆中的半衰期为20–30分钟。还测试了许多具有不同NT(10-13)衍生物和Lys代替Arg-Arg的缀合物。尽管这些化合物保留了类似NT的亲和力,但其半衰期限制了其临床应用。Garcia-Garayoa及其同事测试了许多基于Tc的NT类似物NT-1至NT-XIX(表3)用于SPECT成像[,]。在临床中对4例胰腺腺癌患者进行了血浆中半衰期延长至7-21天的99mTc-NT-XI(表3,条目3)测试:只有一名患者被肿瘤吸收(该肿瘤表现出高表达NT受体的体外[]。几个器官的非肿瘤吸收率很高。后来,使用99mTc-DemotensinVI(表3,项5)对14种患有多种肿瘤类型(包括胰腺腺癌)的患者进行了临床研究(n=4),小细胞肺癌(SCLC)(n=4),非小细胞肺癌(NSCLC)(n=4)和结肠癌(n=2)[,]。对所有患者而言,这归因于该类似物在体内的快速降解,对NT序列的进一步修饰导致NT-XIX被选作最有希望的类似物用于进一步评估。发射核素Re-并使用HT29荷瘤裸鼠进行放射治疗研究3周后用Re-NT-XIX填充可导致肿瘤生长减少50%[]。用99mTc放射性标记的许多修饰的NT(8-13)氨基酸序列也用于铟的放射性标记,铟是发射γ的核素,适用于SPECT成像,半衰期为2.8天[]。在双特异性抗体存在下研究了不同NT-DTPA共轭物的体外结合(表3,表6),观察到更高的摄取量表明In标记的NT肽具有二价结合行为[]。该策略还导致体内肿瘤吸收和肿瘤保留增加。最近,Maschauer和Prante全面审查了基于NT的放射性药物领域[]。

第一代放射性标记的神经降压素类似物缺乏成功翻译成临床所需的特性。不断的努力导致了针对具有放射性核素的NTSR1更好稳定的类似物的合成,例如In-DOTA-NT-20.3/4(表3),68Ga-DOTA-NT-20.3(表3),Lu-NT(表3,条目11)[,]。用肽骨架中的1,2,3-三唑杂环系统取代单个酰胺键,称为“三唑扫描”,提供了几种稳定的放射性标记的拟肽,在体内具有改善的肿瘤靶向特性[]。使用三种不同的螯合剂通过PET成像检测NTR阳性肿瘤的64Cu标记NT类似物证明了在体内具有可比的肿瘤成像能力,证明了DOTA和类似螯合剂的选择[]。内放射疗法是针对过表达NT受体的各种肿瘤中基于NT的癌症靶向的可行选择。β-发射体days的半衰期为6.7天,最大组织穿透力为2mm,是一种非常适合于放射小肿瘤并应用于放射治疗的放射性核素。DOTA是首选的螯合剂,因为它与Lu形成稳定的络合物。因此,NT(8-13)及其类似物的Lu标记的DOTA结合物可用于NTSR1阳性肿瘤的肽受体放射性核素治疗(PRRT)。由于其高得多的结合和摄取,DOTA-NT-20.3是首选工具,而68Ga-DOTA-NT-20.3(14)已作为术前分期的早期诊断探针进行了研究(图6)。重要的是,人们认为68Ga诊断同位素可以被一种治疗性同位素替代(最好是Lu或In),这可能会导致DOTA-NT-20.3成为恶性胸膜间皮瘤(MPM)等侵袭性肿瘤的治疗方法。同样,68Ga-DOTA-NT-20.3将PDAC与胰腺炎区分开来,因此被认为是对人类PDAC进行成像的有前途的PET成像探针[]。

也已经报道了放射性配体作为NTSR2PET成像的选择性探针[]。先前发现序列N-Me-Arg-Lys-Pro-N-homo-Tyr-Ile-Leu-OH具有较高的NTSR2亲和力(2.8nM),选择性比NTSR1高22,倍,并且在血清中具有较高的稳定性[62]。因此,通过炔丙基甘氨酸(Pra)将相同序列在N端延长,以便使用2-脱氧-2-[18F]氟葡萄糖基叠氮化物进行氟18放射性标记。体外大鼠脑放射自显影证实了18F标记的糖肽15对NTSR2的高度选择性(图7)。但是,体外高稳定性不能在体内很好地翻译,因为该肽迅速降解,在小鼠中的半衰期约为10分钟。因此,在表达NTS2的肿瘤(PC3和HT29)的小鼠模型中没有明显的特异性摄取。

与肽激动剂放射性配体相比,非肽拮抗剂放射性配体具有较高的代谢稳定性,较低的肾脏和肝脏摄取,出色的受体亲和力以及生物分布等优点。SRA(非肽类NTSR1拮抗剂)在裸鼠模型中抑制神经降压素诱导的NTSR1过表达人PA细胞和异种移植物的增殖。标记为F-18的化合物(16)最初进行了测试,并显示出令人鼓舞的特性[]。下一个迭代改进是用DOTA螯合剂代替氟糖基部分而不是连接二芳基吡唑支架,这被认为是可能将拮抗剂转入临床所必需的,可能是胰腺癌的放射疗法。使用[11C]SR(17)与过表达NTSR1的人PA细胞的特异性结合及其在带有皮下人PA异种移植物的裸鼠模型中的生物分布,进一步研究了SR作为PET示踪剂和抗癌药的潜力(图8))。尽管SR与过表达NTSR1的PA细胞表现出特异性结合,但其高度亲脂性使其不太适合于体内应用[]。

In标记的拮抗剂In-3BP-(18)和In-3BP-(20)(图9)具有5.3和14.4nM的非常高的亲和力,显示了可接受的生物分布,在p.i的6小时内肿瘤吸收最大。HT29荷瘤裸鼠体内[]。将NTSR1靶向剂In-3BP-的有利数据应用于Lu标记的类似物,并在NTSR1阳性HT29结肠癌异种移植物中进行了分析。体外生物分布数据证实注射后3和69hHT29肿瘤中Lu-3BP-的摄取延长。Lu-3BP-的前景广阔,证明了3BP-作为治疗肿瘤的NTSR1阳性靶向治疗剂的潜力[]。所有患者均耐受Lu-3BP-(Lu-IPN07,19)的给药。肾脏被确定为剂量限制器官。最严重的不良事件是可逆的2级贫血。一名患者获得了部分缓解,症状和生活质量显着改善。该患者从诊断开始存活了13个月,从Lu-3BP-治疗开始存活了11个月。该试验提供了使用Lu-3BP-治疗导管型胰腺腺癌的可行性的临床证据[]。这项研究的主要局限性是患者人数少且不均一,这是因为,这不是进行系统的临床试验,而是对接受Lu-3BP-治疗的患者进行最后治疗的回顾性分析。

邓和同事报道了一种双模态探针(64Cu-DOTA-NT-Cy5.5,21)(图10),用于通过正电子发射断层扫描(PET)和荧光成像体内NTSR1的表达[]。在NTSR1阳性HT29肿瘤模型中,小动物PET定量分析显示了显着的肿瘤吸收和受体特异性。与PET实验同时,还进行了荧光成像,这证明了HT29模型中肿瘤的显着摄取。这项研究为NTSR1阳性患者的翻译潜力的多峰成像指导的实用性提供了概念验证。雷纳德(Renard)等人。报道了从已知的NTSR1激动剂的结构开始的类似双峰策略,导致合成了一系列用镓68放射性金属化的示踪剂。具有AsPC-1异种移植物的小鼠的体外研究以及体内PET和荧光评估确定了化合物68GaNODAGA-Lys(Cy5**)-AEEAc-[Me-Arg8Tle12]-NT(7-13)22与最有前途的生物分布模式,其特点是注射后1h摄取高肿瘤,并通过尿液排泄从非目标器官迅速清除[]。

NT已被用作开发NTSR1靶向试剂以检测和治疗受体阳性癌症的平台。合成并研究了包含人神经降压素NT4序列的四支/多聚肽[]。已显示出它们与天然单体类似物相比对不同的人类癌细胞和组织具有更高的选择性,并可能在癌症治疗学中得到应用。尽管正在进行有关靶向NT受体的放射性药物的研究,但迄今为止已经进行了有限的临床研究。大量的工作揭示了基于NT的放射性药物的局限性,包括由于各种螯合剂的大尺寸导致的结合亲和力降低以及基于NT的放射性药物的代谢不稳定性,从而导致靶标参与度低。基于NT的放射性药物利用肾脏排泄物,导致肾脏对NTSR1靶向药物的摄取较高。设计和PK特性的显着改善可为这些放射性药物的成功临床翻译铺平道路。

5.专利综述

由于其在中枢和周围神经系统中的广泛分布,自发现以来,对神经降压能配体的兴趣迅速上升。许多重要研究探索了它们在中枢神经系统疾病中的可能作用,例如精神分裂症,神经退行性疾病,药物滥用,帕金森氏病,疼痛,血压控制,饮食失调和癌症。尽管拟肽化合物仍占研究化合物的很大比例,但在最近十年中,发明公开内容是关于调节该系统中三个主要受体的化合物的详尽出版物。

5.1.神经降压素类似物:过去十年学术研究机构的披露

托马斯和鲁尼恩(ThomasandRunyon)报告了该年代初期NTSR1的非肽激动剂[]。在相当有限的公开内容中,式24的化合物已获得专利。用L-亮氨酸替代已知的金刚烷基氨基酸,将内在活性从拮抗剂(Ke=36nM)改变为强效部分激动剂25(EC50=67nM,Emax为51%)。这清楚地表明,这些化合物中的氨基酸对化合物的固有行为具有强大的指导作用,并且可以根据其亚结构赋予激动剂或拮抗剂活性。还测试了四唑类似物(26),以确定其是否具有激动剂活性。化合物26(EC50=40nM,Emax为50%)与25相似,表明受体结合袋中有空间可容纳四唑相对于羧酸等排物的较大空间需求(图12)。

为了鉴定新型的NTSR2选择性镇痛药,Thomas及其同事使用FLIPR分析法搜索了NTSR2选择性非肽化合物,并将化合物28(NTRC-)鉴定为第一个对NTSR2相对于NTSR1具有选择性并且表现出与内源性配体神经降压素相似的非肽在功能测定中[33]。这很重要,因为化合物(27)所基于的原始惠氏支架是NTSR1调节剂[]。Thomas和同事报告的另一种化合物29(NTRC)具有部分NTSR2激动剂活性(Ki=88nM,EC50=14nM,Emax=18%)[]。Kamenecka和同事还利用了Wyeth化合物(27,EC50=μM;Emax=17%)来产生NTSR1完全激动剂,其中30种(SR-12,)的效价最佳(EC50=2μM;Emax=%)[](图13)。

桑福德·伯纳姆(SanfordBurnham)的平克顿(Pinkerton)及其同事公开了基于喹唑啉的式33化合物。该文件涵盖了调节NTSR1的化合物(特别是激动剂)[]。合成了超过种化合物,并在NTSR1上测试了代表性化合物的EC50。许多化合物对NTSR1和NTSR2表现出微摩尔EC50和40倍以上的选择性。进行了详细的测定,并声称化合物(ML,34(NTS1EC50=2.87μM,Emax%;大鼠%F=5)是从化合物35中优化的β-arrestin激动剂。span=""化合物是高度血浆蛋白质结合并显示出非常高的血浆稳定性,但是,化合物与人和小鼠肝匀浆在体外孵育时,代谢迅速,最近发现小分子,脑渗透剂,β-arrestin偏向性NTSR1激动剂ML可以减弱苯丙胺。多巴胺转运蛋白敲除小鼠中的类似运动[,]。甲基苯丙胺通过基底神经节多巴胺系统发挥许多成瘾作用,并影响NT调节。在C57BL/6J小鼠中,化合物ML减轻了甲基苯丙胺引起的运动过度并减少了与甲基苯丙胺相关的活动在大鼠中,ML阻止甲基苯丙胺的自我给药;ML还支持G蛋白偶联受体信号转导的变构模型和它的药理学特征表明,尽管它是促进NTS1/β-arrestin2相互作用的激动剂,但在Gq信号转导上却起着NTSR1拮抗剂的作用。罗斯,平克顿(Kingerton)和他的同事们还研究了脚手架跳分子作为扩展化学型的一种有吸引力的方法。从而鉴定出了基于咪唑的激动剂ML(EC50为2μM,Emax为79–93%)和相关类似物[](图14)。

在另一份申请书中,平克顿还披露了式37化合物作为NTSR1的小分子激动剂[]。进行了NTR1Ca2+通量测定和β-arrestin测定。合成了多种化合物,并测试了NTSR1激动剂。EC50根据其范围用字母代码表示。许多化合物显示的EC50在0.5μM-2μM范围内,其他化合物也是本公开内容的一部分。关于ML及其导致化合物SBI-(38)的优化的详细研究已出现在文献中。喹唑啉支架基化合物是一种有效的脑渗透性变构调节剂,口服生物利用度大大提高(啮齿类动物的ML的F%=45对5%,EC50=0.34mM对2.87mM)[]。SBI-是一种偏向β-arrestin的激动剂,在滥用精神刺激剂的动物模型(包括可卡因自我给药)中显示出功效,而在无偏见的NTSR1激动情况下没有副作用[]。

INSERM的发明人公开了针对神经降压素受体阳性肿瘤的新神经降压素类似物,例如导管胰腺癌,外分泌胰腺癌和其他浸润性癌[]。乙酰化的NT(6-13)类似物NT-20.3(AcLys-Pro-Me-Arg-Arg-Pro-Tyr-Tle-LeuOH)和DOTA-mono(N-羟基琥珀酰亚胺酯)(DOTANHS酯)与NT-20.3的赖氨酸-NH2高偶联收率得到DOTA-NT-20.3。DOTA-LB,显示最高亲和力的DTPA(In)肽,Lys(DTPA(In))-NT,DTPA(In)-NTVI,DTPA(In)-NT-XI,DTPA(In)-NT-20.1,产生了DTPA(In)-NT-20.2,DTPA(In)-NT-20.3,并使用In,Lu,Y和Ga的放射性核素进一步评估了许多DTPA(In)-NT-20.3的体内稳定性和肿瘤靶向性[,]。雄性裸鼠在注射后的不同时间也进行了DOTA(In)-NT-20.3,DTPA(In)-NT-20.3和DOTA(In)-LB的研究。DTPA(In)-NT20.3(IC50nMHT29细胞,15.9nM)和DOTA(In)-NT-20.3(IC50nM=4.9nM)均显示出相似的肿瘤靶向功效。与先前文献中所述的DOTA神经降压素偶联物相比,DOTA(In)-NT-20.3和DOTA(In)-LB(IC50nM=14.1nM)为雄性小鼠提供了更高的肿瘤摄取和/或更高的肿瘤对正常组织的摄取比例,尤其是注射后早期肿瘤与肾脏的摄取比例更高。

INSERM的另一组发明人也获得了治疗涉及NTS/NTSR1复合体参与HCC癌变和进展的肝细胞癌(HCC)的专利方法和药物组合物。该报告包括在ASH/NASH,HCC中使用NTSR1抑制剂,抗体,反义寡核苷酸作为治疗剂[]。

肯塔基大学的Evers和同事为他们的方法提供了专利,该方法可通过确定受试者的生物学样品中神经降压素/神经降压素的表达水平并将样品中神经降压素的表达水平与非肥胖受试者的肥胖风险增加进行预测。控制级别。因此,权利要求中还包括通过施用有效量的神经降压素拮抗剂/抑制剂/siRNA来预防和治疗肥胖症的方法[]。

弗里德里希·亚历山大大学(FriedrichAlexanderUniversitat)的Prante及其同事报告了许多神经降压素类似物和成像工具,用于基于非肽的神经降压素受体拮抗剂来诊断,治疗和预防肿瘤和血液系统恶性肿瘤[,,,,]。据报道,在属于式39的本发明中,实现了具有更高的NTSR-1结合度和可忽略的多巴胺受体亲和力的放射性药物。详细研究了一种治疗化合物-Lu-14(FAUCLu-)。FAUCLu-已在AsPC-1胰腺肿瘤裸鼠中进行了放射线治疗[]。另外,PC3异种移植的裸鼠被注射Lu-14。接受单剂量治疗的动物显示出显着的肿瘤生长抑制作用,接受双剂量治疗的动物显示出更长的生存期。

Li和南加州大学的同事公开了一种新型的硫选择性放射性标记剂,其通式为41:*RL-VS或42型化合物,其中*R为放射性同位素,L为连接基团,VS为乙烯基砜官能团,该标记剂能够与含硫醇的生物分子(例如用于神经降压素标记的蛋白质或肽)共价键合[]。本发明主要针对F-18PET成像。使用乙烯基砜方法,合成了靶向NTSR1的PET显像剂18F-DEG-VS-NT(43),显示出特定的肿瘤吸收和优于背景的肿瘤对比度。较高的肿瘤与主要器官摄取比率(包括肿瘤/肾脏)导致在注射后的早期时间点产生高对比度的图像。18F-DEG-VS-NT的IC50值(2.03±0.22nmol/L)与NT(8-13)(2.12±0.26nmol/L)相当。HT-29异种移植物(NTSR1阳性)在多个时间点(注射后0.5、1和2hr)用microPET(图16)与基于马来酰亚胺的药物18F-FBEM-NT(44),18F-DEG进行比较-VSNT表现出优越的肿瘤背景对比度和较低的腹部背景;生物分布研究表明,该缀合物在肿瘤组织中的摄取量明显多于在肺和肾脏中的摄取,其代谢稳定性也是可以接受的,这是对马来酰亚胺缀合方案的改进,使用基于容易合成的乙烯基砜的平台技术。

Vect-Horus和国立中央科学研究所的Jacquot和共同发明人公开了包含与激活基团共价偶联的神经降压素多肽的化合物,其中该激活基团包含氨基酸序列M-aal-RLR,其中aal是脯氨酸,或M-aal-RLR,其中aal是脯氨酸残基或类似物。上式中,M代表蛋氨酸,R代表精氨酸,L代表亮氨酸。活化剂基团赋予本发明活化的神经降压素分子改善的生物活性[]。特别地,这种活化基团的接枝产生活化的神经降压素分子,当静脉内施用时,其在降低体温方面的效力比内源性NT高多达80倍。除了这种显着的低温作用外,这些化合物还表现出出乎意料的解热活性。它们还显示出减少或阻止运动性癫痫发作的潜力,并通过抑制兴奋性毒性相关的神经元死亡和神经发炎,并减少与惊厥和癫痫相关的轴突发芽,显示出强大而出乎意料的神经保护活性。通过连接基团直接或间接连接NT-Linker-AG与NT多肽获得类似物的专利。最初,将全尺寸神经降压素pELYENKPRRPYIL-OH(NT)与发明人开发的各种活化剂基团(AGs)偶联。目的是选择最佳的AG/NT组合。为了合成这样的分子,选择了神经降压素序列中赖氨酸6侧链的胺反应性。易于获得的磺基EMCS(N-ε马来酰亚胺基己酰氧基磺基琥珀酰亚胺酯)通过其琥珀酰亚胺酯部分与赖氨酸6偶联。纯化后,功能化的神经降压素(NTEMCS)与不同的硫醇化AG偶联。静脉内给予化合物I(44)(图17)的本发明活化的NT药物,该药物以SEQIDNO:8作为活化剂基团,诱导剂量为8mg/kg(8mg/kgeq。NT)体温迅速而强烈地降低,在注射后15分钟时明显降低,并且在注射后30至60分钟内达到-3.7°C的最大作用。此后,药理性体温过低逐渐降低,在注射后3小时内恢复到基线。具有SeqID9的化合物在小鼠中诱导了更大的低温反应,在注射后30分钟时的最大作用为-4.1°C。选择化合物II(45)进行进一步研究。活化的NT化合物显示出比NT更好的BBB渗透性。结合物在血浆中的半衰期也比NT好。与NT(8-13)肽非常相似,最短的C末端NT(8-13)片段也足以在本发明的活化药物中引发有效的生物学活性。NT(8-13)-SS-SEQIDNO:9。NT(8-13)-SS-SEQIDNO:9(化合物VIII,46)的低温反应通过在瑞士(CD-1)小鼠的剂量水平为10mg/kgeq。NT并与使用半胱胺-EMCS接头获得的药物(即化合物II)进行比较。PEG接头的引入进一步改善了缀合物的可药用性质。还在显示神经保护作用的各种模型中测试了化合物XIV(47)。

尼斯大学的Mazella及其同事公开了一种诊断与Spadin表达相关的受试者抑郁症的方法(见下文),检测并测量样品中Spadin的量。本发明还包括鉴定用于治疗抑郁症的候选化合物的方法[]。在后来的文件中,Mazella等人。还报道了从前肽衍生的基于肽的化合物,可用于涉及NT的各种病理学中,特别是用于治疗涉及抑郁和中风的精神病学[]。spadin(也称为“前肽”)的抗抑郁作用是由于TREK-1抑制而产生的,该肽是由神经降压素受体3(NTSR3/Sortilin)的成熟产生的前肽衍生而来的。这项研究确定了Spadin是TREK-1通道的第一个肽类拮抗剂,并通过使用生化,电生理和行为方法说明了其有效的抗抑郁特性。药理学鉴定的TREK-1基因与人类的抗抑郁作用有关。因此,TREK-1通道阻滞剂构成了抗抑郁药发现的新目标。已经发现一种44个氨基酸的前肽(PE)分子与TREK通道有效相互作用。该分子在成熟期间被NTSR3的弗林蛋白酶释放,并且也成为NTSR3的配体。PE的17个氨基酸部分称为Spadin,具有与受体的所有结合活性。Spadin已显示可调节突触形成,并通过阻断TREK-1通道发挥抗抑郁作用。因此,Spadin和NTSR3可能在治疗抑郁症中起作用。尼斯大学的研究人员从spadinPE(13–27)和PE(14–25)中鉴定了较短长度的肽(表4),这些肽保留了spadin的抗抑郁作用。此外,PE(22–28)用于设计新型肽和生物素化类似物作为抗抑郁药。这些类似物在小鼠中表现出显着的抗抑郁作用,如强迫游泳和学习无助测试中的行为范例所评估。Spadin类似物G/APE(22-28)或生物素化的G/APE(22-28)在小鼠中也比PE(22-28)更强烈地增强神经发生和突触形成。这些类似物还通过抑制TREK-1通道起作用,亲和性Spadin的亲和力为0.12nM((GA/PE(22-28))vs40nM((PE(12-28)))。

百翰大学的发明者申请了一种减轻血管钙化的方法的专利,该方法是通过抑制sortilin[2]来减轻慢性钙化,2型糖尿病等慢性病的重要介质[]。

5.2.制药公司披露

Angiochem发明人公开了式AXB的化合物,其中A是能够增强化合物跨血脑屏障或进入特定细胞类型的转运的肽载体,X是连接子,B是选自以下的肽治疗剂:神经降压素,一种神经降压素类似物,主要是神经降压素受体激动剂。本发明的化合物可用于治疗任何可提高神经降压素活性的疾病,并可用于诱导体温过低或镇痛[]。该专利涵盖了可以用作NT受体激动剂的各种肽序列。在小鼠模型中测试了缀合至血管肽2(NT-An2,48)的NT以诱导镇痛作用。推注5mg/kgNT-An2的小鼠显示出最初的体温下降,并在输注过程中持续下降,降至-11°C的低点。输注结束后,体温恢复到37°C。在大鼠中,静脉推注20mg/kgNT-An2可使温度下降约3.5°C。该化合物还可在小鼠中产生镇痛作用。还合成了NT,NT(8-13)共轭物的较短的类似物。

要确定NT类似物偶联物诱导体温过低的能力,请注入对照,未偶联的NT,NT-An2,NT(8-13)-An2(49)和AcLys-[D-Tyr11]NT(8-将13)-An2(50)分别静脉内注射入小鼠,并在分钟的时间内监测体温。观察到对照和未结合的NT之间几乎没有差异,用NT(8-13)-An2观察到一些效果。未结合的1mg/kg的Ac-NT(8-13)或6.25mg/kg的AcLys-[D-Tyr11]NT(8-13)-An2结合物降低体温,结合的NT类似物降低体温比未结合的化合物更大的程度。观察到与AcLys-[D-Tyr11]NT(8-13)-An2相比,NT的结合强度弱了0倍以上(IC50为3.5nM对nM)(图18)。

详细描述了NTAN2Cys-NH2(NT-An2)缀合物的药理功效和脑渗透性。

Angiochem的发明还包括多聚体形式(例如,A1-X-A2二聚体,三聚体)的肽载体,能够穿过血脑屏障(BBB)或有效进入特定细胞类型[]。当与治疗剂缀合时,这些多聚体形式可以将药剂跨过血脑屏障或转移到特定的细胞中。在一些情况下,肽载体的多聚体(例如,二聚体)形式比肽载体的单体形式能够更有效地穿过BBB或进入特定的细胞类型。这些多聚体肽载体当与试剂(例如治疗剂)偶联时能够将试剂跨过BBB或转运到特定的细胞类型中。因此,这些化合物在神经疾病的治疗中特别有用。通过TMEA接头连接的Angiopep-2二聚体52被显示为本发明公开的实例。Angiopep-1二聚体54,特别是在较低浓度下,显示出比Angiopep-2单体更高的转运。产生具有所示结构的Exendin-4-Angiopep-2二聚体55。测量与二聚体形式的Angiopep-2缀合的exendin-4的脑摄取。观察到,与未缀合的exendin-4或与缀合至α的exendin-4相比,exendin-4类似物与Angiopep-2的二聚体形式的缀合产生了具有惊人的更大的穿过BBB的能力的缀合物。单个Angiopep-2(56)。还测试了exendin-4-Angiopep-2二聚体偶联物降低DIO小鼠血糖的能力。给小鼠注射大剂量含载体,exendin-4或exendin-4-Angiopep-2二聚体缀合物。与接受赋形剂的小鼠相比,接受exendin-4或缀合物的小鼠血糖降低。

Ghantekar和HalimedPharmaceuticals的共同发明者描述了治疗和控制高脂血症,高胆固醇血症,血脂异常和其他脂质疾病的方法,并降低了与代谢综合征(包括动脉粥样硬化和非胰岛素依赖型)相关的状况和后遗症的风险糖尿病[,]。能够与调节脂质水平的神经降压素受体结合的神经降压素类似物是本公开的一部分。并入了对具有式57的化合物的广泛要求。化合物HPI-(58),HPI-(59),HPI(60)是一些合成的实例。在正常(SpragueDawley,SD)和脂肪(Zucker,ZF)大鼠(1mg/kgHPI-)中,每天1-10天测试HPI-的重量,然后在11-20天进行生理盐水测试(N,处理)=2),或在生理盐水的第1-10天和第11-20天(车辆)。该化合物据称是模仿NT,但是该化合物的药理学细节在本发明公开中受到限制。进行了一项研究,以评估0.05-5mg/kg剂量的HPI-对猴子的毒性。该化合物以缓慢的静脉推注方式给药20至30秒。血清化学性质的评估显示了对胆固醇和甘油三酸酯的剂量依赖性作用。在15天内观察到血浆中的胆固醇和甘油三酸酯水平分别降低了27%-40%。降脂作用发生在12小时内。据报道,动物肝酶增加,在给药后15天内恢复正常。在第1-10天,两种类型的动物在服用HPI-时均明显抑制了体重增加,这似乎与食物摄入减少有关。在停止HPI-给药后(第11至20天),两种类型的大鼠的体重增加和食物消耗均恢复正常,但是,SD和ZF大鼠之间的体重增加保持了差异。最近的一项研究表明,使用NTSR1激动剂ABS-进行药理学诱导的体温过低(PIH)可有效诱导治疗性体温过低,并保护大脑免受小鼠缺血性和出血性中风的侵害。在心室纤颤/心脏骤停(VFCA)大鼠模型中,ABS引起的治疗性体温过低改善了复苏后心肌神经功能障碍,并延长了生存期[](图19)。

还测试了第二代NTSR1激动剂HPI-(59)的低温和抗创伤性脑损伤(TBI)的保护作用。HPI-治疗改善了感觉运动功能恢复,减少了TBI后大脑中小胶质细胞的数量,因此可能在TBI管理中具有价值[]。

TarvedaTherapeutics已广泛公开了涉及通过连接子包含神经降压素类似物和活性剂的缀合物。对于活性剂,使用了不同的有效载荷,如硼替佐米,卡巴他赛,DM1,阿霉素,单甲基澳瑞他汀E(MMAE),SN-38及其类似物。对于靶向部分,提出了神经降压素类似物,甚至是β-arrestin偏向激动剂ML[]。许多缀合物包括接头组织蛋白酶B肽或二硫键。在各种体外测定中研究了本发明的缀合物。通过本发明的缀合物减少了肿瘤细胞的增殖。使用不同的配体和有效负载合成了近种结合物。通过靶向NTSR1的偶联物与具有相同接头部分的相应偶联物和其中靶向NTSR1的结构域被扰乱的活性剂之间的差异,评估偶联物的受体依赖性细胞毒性。在体外测定中评估了缀合物,该化合物评估了NTSR1靶向化合物对HT-29细胞(人结肠癌细胞)中细胞增殖的抑制作用,在某些情况下,例如对于6.2nMvs,NTSR1靶向化合物的IC50值比NTSR1加扰化合物(61和63)更好nM。还通过评估SW48(人结肠癌细胞)对细胞增殖的抑制作用的体外测定法评估了缀合物,IC50=79nM。许多合成的缀合物对NTSR1具有亚纳摩尔的Kd(例如专利中化合物13(62)和14(64)的Kd分别为0.48和0.78)(图20)。

3BPharma的发明人披露了基于神经降压素受体配体的成像剂,该成像剂主要是本申请专利的拮抗剂[]。还包括利用拮抗剂的可能的肿瘤治疗应用。要求保护属于式65的化合物。这些化合物的IC50值优于50nM,并且对NTSR1具有选择性,而对中心NTSR2具有选择性。带有In,Lu,Ga,Zr等各种放射性核素的放射性标记通过接头与各种受体(如DOTA,DPTA和拮抗剂)共轭.In(a,66)与DOTA螯合剂和Lu(a,67)与DOTA偶联具有很高的在Ca2+动员和放射性配体结合测定中的IC50反映了NTSR1中的亲和力。人和小鼠血浆中a的血浆稳定性也很高。在放射自显影实验中,当调整Lu-(IIIa)的BSA结合结果时,该化合物的结合受体平均比等效激动剂Lu-[NT(8-13)-Tle12)高4.4倍。使用Lu和In的成像和生物分布研究也属于本公开内容的一部分(图21)。

3BPharmaceuticals还公开了一种涉及缀合物的发明,该缀合物包含通式(1)[TM1]-[AD1]-[LM]-[AD2]-[TM2]的结构,其中TM1是能够结合的第一靶向部分对于第一靶标,AD1是第一衔接子部分,LM是连接子部分,AD2是第二衔接子部分,TM2是第二靶向部分,其中第二靶向部分能够结合第二靶标[]。化合物/共轭分子式的范围很广。包括超过16种化合物偶联物的放射性配体结合测定。被测化合物在1–10nM范围内显示出有希望的IC50。两种化合物(该专利中的16和17)的纳摩尔IC50分别为0.14nM和0.32nM。在Ca2+动员试验中,这些化合物没有显示出任何激动作用,但在1-20nM范围内表现出拮抗剂IC50。化合物16(68)和17(69)分别在3.8和3.4nM处显示拮抗剂IC50。他们的激动剂EC50分别为4和7nM。在单个缀合物中结合了高活性NTSR1激动剂和拮抗剂的缀合物(例如(16)和(17))显示出钟形EC50曲线。这证实了缀合物的激动和拮抗特性是有效的。通式a的化合物标记有In和Lu,据称可用于诊断和治疗目的。成像和生物分布研究表明,该化合物具有适当的生物分布,可用于肿瘤的诊断成像和治疗。

伦贝克的发明提供了一种分选蛋白晶体结构和用于生长晶体的方法。本发明还提供了基于sortilin的晶体结构设计和合成特定配体的方法[]。结果表明,Vps10p由两个不同的域组成,这两个域在结构上相互依赖。螺旋桨通道结构域包含结合NT和sortilin前肽的配体结合区。选自神经降压素,sortilin的前肽,神经营养蛋白原如proNGF,proBDNF,proNT3或proNT4/5。结果表明,TyrIle-Leu基序以高亲和力靶向sortilin。本发明还公开了各种Vps10p结构域受体配体和分拣蛋白抑制剂,用于涉及该受体的疾病。尽管不包括具体实例,但使用配体的基于放射性核素的成像方式也是权利要求的一部分。

伦贝克的研究人员进一步公开了用于治疗神经退行性疾病和神经炎性疾病的式(70)的N-取代-5-取代的邻苯二甲酸化合物()。测试了超过50种化合物的sortilin结合亲和力。实施例1(71)(KinM),实施例46(72)(84nM)和实施例7(73)(nM)具有更高的hSortilin结合亲和力(图22)。测试了mSortlinKi为nM的实施例1对前颗粒蛋白与sortilin结合的抑制作用。还通过使用均相时间分辨荧光测量proNGF的前部分与Sortilin的结合来确定proNGF对Sortilin的抑制作用。

在另一份申请书中,伦德贝克(Lundbeck)还获得了体外和体内方法的专利,该方法用于筛选调节Vps10p结构域受体的药物及其在治疗精神和行为障碍中的效用[]。

DOI:10.0/43776..

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