Atp-結(jié)合彈夾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控劑的制作方法
【專利說明】
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?2013104371415(原始母案 200580028055. 2,PCT/ US2005/022768)、申請(qǐng)日為2005年6月24日、發(fā)明名稱為"ATP-結(jié)合彈夾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控 劑"的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0003] 本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C. § 119要求如下專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)：美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) No. 60/582, 676, 2004年6月24日提交，題為"ATP-結(jié)合彈夾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控劑"；美國(guó)臨 時(shí)申請(qǐng)No.60/630, 127, 2004年11月22日提交，題為"ATP-結(jié)合彈夾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控劑"； 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)此.60/635,674,2004年12月13日提交，題為'11?-結(jié)合彈夾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào) 控劑";美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/658, 219, 2005年3月3日提交，題為"ATP-結(jié)合彈夾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 的調(diào)控劑";和美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/661，311，2005年3月11日提交，題為"ATP-結(jié)合彈夾 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)控劑"，每個(gè)上述申請(qǐng)的完整內(nèi)容引用在此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及ATP-結(jié)合彈夾（ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或其片段的調(diào)控劑、包括囊性纖維化 跨膜電導(dǎo)調(diào)節(jié)劑（CFTR)、其組合物和與之有關(guān)的方法。本發(fā)明也涉及使用這類調(diào)控劑治療 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的疾病的方法。
【背景技術(shù)】
[0005]ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，調(diào)節(jié)多種藥理成分、潛在毒性藥物和異生素以及 陰離子的轉(zhuǎn)運(yùn)。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是同源性膜蛋白，它們結(jié)合和利用細(xì)胞三磷酸腺苷（ATP)供它 們的特異性活性。這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中有些被發(fā)現(xiàn)是多藥耐受性蛋白（象MDR1-P糖蛋白或多 藥耐受性蛋白MRP1)，為惡性癌細(xì)胞防御性化學(xué)治療劑。迄今已經(jīng)鑒別了 48種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋 白，基于它們的序列同一性和功能分為7個(gè)家族。
[0006] ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在體內(nèi)扮演多種重要的生理角色，并且提供對(duì)有害環(huán)境化合物的防 御。因?yàn)槿绱?，它們代表重要的潛在藥物靶，用于治療與該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺陷有關(guān)的疾病，防止 藥物從靶細(xì)胞中轉(zhuǎn)運(yùn)出去，和干預(yù)其他其中ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性的調(diào)控可能是有益的疾病。
[0007] 普遍與疾病有關(guān)的一種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員是cAMP/ATP-介導(dǎo)的陰離子通道 CFTR。CFTR在多種細(xì)胞類型中被表達(dá)，包括吸收性和分泌性上皮細(xì)胞，在那里它調(diào)節(jié)陰離子 的跨膜流動(dòng)以及其他離子通道和蛋白質(zhì)的活性。在上皮細(xì)胞中，CFTR的正常功能發(fā)揮是維 持電解質(zhì)在體內(nèi)各處轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵，包括呼吸和消化組織。CFTR由大約1480個(gè)氨基酸組成， 它們編碼由跨膜結(jié)構(gòu)域的串聯(lián)重復(fù)要素所構(gòu)成的蛋白質(zhì)，各自含有六個(gè)跨膜螺旋和一個(gè)核 苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域。兩個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域通過大型極性調(diào)節(jié)性（R)-結(jié)構(gòu)域連接，具有多個(gè)調(diào)節(jié)通 道活性和細(xì)胞運(yùn)輸?shù)牧姿峄稽c(diǎn)。
[0008] 編碼CFTR的基因已被鑒別和測(cè)序（參見Gregory，R.J.etal. (1990)Nature 347 ：382-386 ；Rich,D.P.etal. (1990)Nature347 ：358-362 ；Riordan,J.R.etal. (1989) Science245:1066-1073)。這種基因的缺陷引起CFTR突變，導(dǎo)致囊性纖維化（CF)，這是人 類最常見的致命性遺傳疾病。囊性纖維化影響大約兩千五百分之一的美國(guó)新生兒。在全部 美國(guó)人口中，多達(dá)一千萬(wàn)人攜帶有缺陷基因的單一副本，沒有明顯的疾病效應(yīng)。相反，帶有 兩個(gè)CF相關(guān)基因副本的個(gè)體遭受CF的衰弱與致命性效應(yīng)，包括慢性肺疾病。
[0009] 在囊性纖維化患者中，在呼吸道上皮中被內(nèi)源性表達(dá)的CFTR的突變引起頂端陰 離子分泌減少，導(dǎo)致離子和體液轉(zhuǎn)運(yùn)的失衡。所致陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)疾病對(duì)肺中粘液蓄積增強(qiáng)和 伴隨微生物感染起作用，最終導(dǎo)致CF患者死亡。除了呼吸疾病以外，CF患者通?；加形改c 問題和胰腺機(jī)能不全，如果不加治療則導(dǎo)致死亡。另外，大多數(shù)囊性纖維化男性是不育的， 囊性纖維化女性的生育力降低。與兩個(gè)CF相關(guān)基因副本的嚴(yán)重效應(yīng)相反，帶有單一CF相 關(guān)基因副本的個(gè)體表現(xiàn)對(duì)霍亂和腹瀉所致脫水的抗性增加一一這也許解釋了人群內(nèi)相對(duì) 高頻率的CF基因的原因。
[0010] CF染色體CFTR基因的序列分析已經(jīng)揭示了多種致病性突變（Cutting，G.R.et al. (1990)Nature346 ：366-369 ；Dean,M.etal. (1990)Cell61 ：863 ：870；andKerem, B-S.etal. (1989)Science245：1073-1080 ；Kerem,B-Setal. (1990)Proc.Natl.Acad. Sci.USA87 :8447-8451)。迄今已經(jīng)鑒別了1000種以上致病性CF基因突變(http：//www. genet,sickkids.on.ca/cftr/)。最常見的突變是CFTR氨基酸序列508位苯丙氨酸的缺失， 普遍被稱為AF508-CFTR。這種突變發(fā)生在大約70%的囊性纖維化病例中，與嚴(yán)重的疾病 有關(guān)。
[0011]AF508-CFTR中508殘基的缺失防止初生蛋白正確地折疊。這導(dǎo)致該突變蛋 白不能退出ER和運(yùn)輸至質(zhì)膜。其結(jié)果是，膜中通道數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于表達(dá)野生型CFTR的細(xì) 胞。除了運(yùn)輸減低以外，突變還導(dǎo)致有缺陷的通道門控。總之，膜中通道數(shù)量減少和有 缺陷的門控引起跨越上皮的陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)減少，引起有缺陷的離子和體液轉(zhuǎn)運(yùn)（Quinton， P.M. (1990)，F(xiàn)ASEBJ. 4:2709-2727) ?不過，研宄已經(jīng)顯示，膜中AF508-CFTR的數(shù)量減少 是功能性的，盡管少于野生型CFTR(Dalemansetal. (1991)，NatureLond. 354:526-528; Denningetal.，supra;PasykandFoskett(1995)，J.Cell.Biochem. 270:12347-50)。除 了AF508-CFTR以外，其他導(dǎo)致有缺陷的運(yùn)輸、合成和/或通道門控的致病性CFTR突變可 能被增量或減量調(diào)節(jié)，以改變陰離子分泌和修改疾病進(jìn)展和/或嚴(yán)重性。
[0012] 盡管CFTR除了陰離子以外還轉(zhuǎn)運(yùn)多種分子，不過顯然這種角色（陰離子的轉(zhuǎn)運(yùn)） 代表了跨越上皮轉(zhuǎn)運(yùn)離子和水的重要機(jī)理中的一種要素。其他要素包括上皮Na+通道、 ENaC、Na+/2Cl7K+共同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外側(cè)膜K+通道，它們負(fù)責(zé)攝取氯化 物進(jìn)入細(xì)胞。
[0013] 這些要素一起工作，經(jīng)由它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)的選擇性表達(dá)和定位實(shí)現(xiàn)跨越上皮的定向 轉(zhuǎn)運(yùn)。借助存在于頂端膜上的ENaC與CFTR和在細(xì)胞基底外側(cè)表面上表達(dá)的Na+-K+-ATP酶 泵與cr通道的協(xié)調(diào)活性，發(fā)生氯化物的吸收。氯化物從腔側(cè)的次級(jí)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)引起細(xì)胞內(nèi) 氯化物的蓄積，然后可以被動(dòng)地經(jīng)由cr通道離開細(xì)胞，導(dǎo)致向量轉(zhuǎn)運(yùn)。Na+/2C17K+共同轉(zhuǎn) 運(yùn)蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和基底外側(cè)膜K+通道在基底外側(cè)表面上的排列和腔側(cè)上的CFTR協(xié) 調(diào)氯化物經(jīng)由腔側(cè)上CFTR的分泌。因?yàn)樗赡軓牟恢鲃?dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)自己，它跨越上皮的流動(dòng)依賴 于由鈉和氯的大量流動(dòng)所生成的微小跨上皮滲透梯度。
[0014] 除了囊性纖維化以外，CFTR活性的調(diào)控也可以有益于其他不直接由CFTR突變所 導(dǎo)致的疾病，例如分泌性疾病和其他由CFTR介導(dǎo)的蛋白質(zhì)折疊疾病。這些疾病包括但不限 于慢性阻塞性肺疾?。╟opd)、干眼病和斯耶格倫氏綜合征。coro是以氣流受限為特征的， 它是進(jìn)行性的，不是完全可逆的。氣流受限是由于粘液分泌過多、肺氣腫和細(xì)支氣管炎。突 變或野生型CFTR的活化劑提供coro常見的粘液分泌過多和粘液纖毛廓清率減低的潛在治 療。具體而言，增加跨越CFTR的陰離子分泌可以有利于體液轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入氣道表面液體，以水 化粘液，優(yōu)化纖毛周圍的體液粘度。這將引起粘液纖毛廓清率增強(qiáng)和與coro有關(guān)的癥狀減 少。干眼病是以淚水產(chǎn)生降低和異常淚膜脂質(zhì)、蛋白質(zhì)與粘蛋白行為為特征的。干眼有很 多原因，其中一些包括年齡、Lasik眼手術(shù)、關(guān)節(jié)炎、藥物治療、化學(xué)/熱灼傷、變態(tài)反應(yīng)和疾 病，例如囊性纖維化和斯耶格倫氏綜合征。增加經(jīng)由CFTR的陰離子分泌將增強(qiáng)體液從角膜 內(nèi)皮細(xì)胞和眼周圍分泌腺體的轉(zhuǎn)運(yùn)，以增加角膜的水化作用。這將有助于緩解與干眼病有 關(guān)的癥狀。斯耶格倫氏綜合征是一種自身免疫疾病，其中免疫系統(tǒng)攻擊體內(nèi)各處產(chǎn)生水分 的腺體，包括眼、口、皮膚、呼吸組織、肝、陰道和腸。癥狀包括眼、口和陰道干燥以及肺疾病。 該疾病也與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性狼瘡、系統(tǒng)性硬化和多肌炎/皮膚肌炎有關(guān)。有缺陷的 蛋白質(zhì)運(yùn)輸據(jù)信會(huì)導(dǎo)致該疾病，治療選擇是有限的。CFTR活性調(diào)控劑可以水化各種受疾病 影響的器官，幫助改善有關(guān)癥狀。
[0015] 正如上文所討論的，據(jù)信AF508-CFTR中508殘基的缺失防止初生蛋白正確地折 疊，導(dǎo)致這種突變蛋白不能退出ER和運(yùn)輸至質(zhì)膜。其結(jié)果是，存在于質(zhì)膜的成熟蛋白數(shù)量 不足，上皮組織內(nèi)氯化物的轉(zhuǎn)運(yùn)顯著減少。事實(shí)上，這種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被ER機(jī)構(gòu)有缺陷的 ER加工的細(xì)胞現(xiàn)象已被顯示不僅是CF疾病的基礎(chǔ)，而且是廣泛的其他孤立性與遺傳性疾 病的基礎(chǔ)。ER機(jī)構(gòu)可能發(fā)生故障的兩種方式要么是與蛋白質(zhì)的ER輸出的偶聯(lián)喪失，引起降 解，要么是這些有缺陷/誤折疊的蛋白質(zhì)的ER蓄積[AridorM，etal.，NatureMed.，豆(7)， pp745-751(1999) ;Shastry，B.S.，etal. ,Neurochem.International, 43,pp1-7 (2003); Rutishauser,J. ,etal. ,SwissMedffkly, 132,pp211-222(2002) ；Morello,JPetal., TIPS,21,pp.466-469(2000)；BrossP. ,etal. ,HumanMut. , 14,pp.186-198(1999)]。與 前一類ER故障有關(guān)的疾病有囊性纖維化（由誤折疊的AF508-CFTR引起，正如上文所討論 的）、遺傳性肺氣腫（由a1-抗胰蛋白酶非Piz變體引起）、遺傳性血色素沉著、凝血-纖 維蛋白溶解缺陷（例如C蛋白缺陷）、1型遺傳性血管性水腫、脂質(zhì)加工缺陷（例如家族 性高膽固醇血）、1型乳糜微粒血、0-脂蛋白血、溶酶體貯存疾病（例如I-細(xì)胞疾病/ 偽-Hurler)、粘多糖?。ㄓ扇苊阁w加工酶引起）、Sandhof/Tay-Sachs(由|3 -己糖胺酶引 起）、Crigler_NajjarII型（由UDP-葡糖醛基-sialyc-轉(zhuǎn)移酶引起）、多內(nèi)分泌病/高胰 島素血、糖尿?。ㄓ梢葝u素受體引起）、Laron侏儒（由生長(zhǎng)激素受體引起）、髓過氧化物酶 缺陷、原發(fā)性甲狀旁腺機(jī)能減退（由前促甲狀旁腺激素引起）、黑素瘤（由酪氨酸酶引起）。 與后一類ER故障有關(guān)的疾病有聚糖?。℅lycanosis)⑶G1型、遺傳性肺氣腫（由a1-抗 胰蛋白酶PiZ變體引起）、先天性甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)、成骨不全（由I、II、IV型前膠原引起）、 遺傳性低纖維蛋白原血（由纖維蛋白原引起）、ACT缺陷（由a1-抗凝乳蛋白酶引起）、尿 崩癥01)、后葉激素運(yùn)載蛋白性DI(由后葉加壓素/V2-受體引起）、腎原性DI(由水通道 蛋白II引起）、夏-馬二氏神經(jīng)性進(jìn)行性肌肉萎縮綜合征（由外周髓磷脂蛋白22引起）、 佩-梅二氏病、神經(jīng)變性疾?。ɡ绨柎暮Ｄ喜。ㄓ?APP和早老蛋白引起）、帕金森氏 病、肌萎縮性側(cè)索硬化、進(jìn)行性核上性麻痹、皮克氏病）、若干聚谷氨酰胺神經(jīng)病學(xué)障礙（例 如亨廷頓氏病、I型脊髓小腦性共濟(jì)失調(diào)、脊髓與延髓肌肉萎縮、齒狀紅核pallidoluysian 和肌強(qiáng)直性營(yíng)養(yǎng)不良）以及海綿狀腦?。ɡ邕z傳性克-雅二氏?。ㄓ呻貌《镜鞍准庸と?陷引起）、法布里氏病（由溶酶體a-半乳糖苷酶A引起）