雙環(huán)雜環(huán)化合物及其治療用圖
【專利說明】雙環(huán)雜環(huán)化合物及其治療用途 發(fā)明領域
[0001] 本發(fā)明涉及新型雙環(huán)雜環(huán)化合物、涉及包含所述化合物的藥物組合物并且涉及所 述化合物在治療疾病例如癌癥中的用途。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] IAP家族
[0004] 細胞凋亡（IAP)蛋白抑制劑家族包括8個成員，即XIAP、cIAPl、cIAP2、NAIP、ILP2、 ML-IAP、生存素以及BRUCE(也稱為apolIon)。IAP家族的成員已顯示通過它們直接抑制凋 亡酶的半胱天冬酶家族成員的能力來抑制程序性細胞死亡，盡管所有8個成員的準確作用 還未充分定義。所有IAP家族成員的常見結構特征為~70個氨基酸鋅結合折疊，也稱為桿 狀病毒IAP重復（BIR)結構域，它存在于一個到三個副本中。
[0005] 在IAP與其它蛋白質之間的很多相互作用通過BIR結構域上的表面溝進行介導。 BIR結構域可以通過其肽結合特異性進行分類。存在三種類型的BIR結構域；第III型結 構域（能夠結合對于第三（P3)位置的脯氨酸具有特異性的半胱天冬酶（和半胱天冬酶 樣）肽（例如，XIAPBIR3)，第II型結構域（類似于第III型結構域，但是缺少脯氨酸要 求，例如XIAPBIR2)，以及第I型結構域（不會結合半胱天冬酶或類似肽，例如XIAPBIR1) (Eckelman等CellDeathandDifferentiation2008;15:920-928)。BIR為小的（~70 個氨基酸）Zn-配位結構域和使用其N-末端與BIR結構域溝相互作用的多種蛋白質。BIR 拮抗劑防止半胱天冬酶結合BIR并且因此引起半胱天冬酶活性增加，從而誘導IAP的自動 泛素化和蛋白酶體降解。
[0006] IAP在很多癌癥中過度表達，所述癌癥包括腎癌、黑素瘤、結腸癌、肺癌、乳腺癌、卵 巢癌以及前列腺癌（Tamm等，Clin.CancerResearch2000 ;6(5) :1796_803)，并且已經(jīng)涉 及腫瘤生長、發(fā)病機理以及對化學療法和輻射療法的抗性（Tamm2000)。
[0007] XIAP
[0008] XIAP是具有三個BIR結構域的57kDa蛋白質，第二和第三BIR結構域結合半胱 天冬酶和RING-型鋅指結構（E3連接酶）。XIAP結合除半胱天冬酶之外的若干種蛋白 質，包括連接底物如TAK1和輔因子TAB1、涉及銅體內(nèi)平衡的MURR1 (Burstein等，EMB0 2004;23 :244-254)、內(nèi)源性抑制劑如半胱天冬酶的第二線粒體來源的活化劑（SMAC)以 及功能不太清楚的那些蛋白質例如MAGE-D1、NRAGE(Jordan等，J.Biol.Chem. 2001 ;276 : 39985-39989)〇
[0009] BIR3結構域結合并抑制半胱天冬酶-9,所述半胱天冬酶為在半胱天冬酶活化的 線粒體路徑中的頂端半胱天冬酶。在BIR3結構域表面上的溝與半胱天冬酶-9的小亞基 的N-末端相互作用，從而以具有弱催化部位的失活單體形式鎖定半胱天冬酶-9(Shiozaki 等，Mol.Cell2003;11:519-527)。
[0010] 除半胱天冬酶結合之外，XIAP還通過其它機制抑制細胞凋亡。XIAP與TAK1激酶 及其輔因子TAB1形成復合物，所述復合物引起JNK和MAPK信號轉導通路的活化，進而引 起NFkB的活化（Sanna等，MolCellBiol2002;22:1754-1766)。XIAP還活化NFkB，這 通過促進NFk:B易位到核并且降解Ik:B來進行（Hofer-Warbinek等，J.Biol.Chem. 2000 ; 275 :22064-22068,Levkau等，Circ.Res. 2001 ;88 :282-290) 〇
[0011] 用XIAP轉染的細胞能夠響應于多種細胞凋亡刺激來阻斷程序性細胞死亡 (Duckett等，EMB0 1996 ; 15 :2685_2694，Duckett等，MCB1998 ; 18 :608_615，Bratton、 Lewis、Butterworth、Duckett以及Cohen，CellDeathandDifferentiation2002 ；9 ： 881-892)〇
[0012] XIAP在所有正常組織中普遍表達，但是它在很多急性和慢性白血病、前列腺、肺、 腎以及其它形式的腫瘤中病理地升高（Byrd等，2002 ;Ferreira等，2001 ;Hofmann等， 2002;Krajewska等，2003 ;Schi_er等，2003;Tamm等，2000)。在新型急性髓性白血病 (AML)中，XIAP表達與髓單核細胞法國-美國-英國（FAB)亞型M4/M5(P< 0. 05)和單核 細胞標記在AML母細胞中的表達相關聯(lián)。此外，發(fā)現(xiàn)XIAP在正常單核細胞中過度表達，但 是在粒細胞中不能檢測。在AML中，XIAP顯著低于具有有利的細胞遺傳學而不是中等或不 良細胞遺傳學的患者（n= 74;P< 0? 05)(Tamm等，Hematol.J. 2004 ;5 (6) :489-95)。
[0013] 過度表達賦予細胞對多重藥劑療法的抗性并且與疾病中的不良臨床結果相關，所 述疾病包括AML、腎癌、黑素瘤（Tamm等，Clin.CancerResearch2000;6:1796-1803)以及 肺癌（Hofmann等，J.CancerRes.Clin.Oncology2002 ;128(10) :554_60)。
[0014] XIAP通過翻譯起始的帽獨立機制進行反應，所述機制通過位于其5'未翻譯區(qū)域 的獨特內(nèi)部核糖體進入位點（IRES)序列元件進行介導。當大部分細胞蛋白合成受到抑制 時，這允許XIAPmRNA在細胞應激條件期間活躍地翻譯。響應于應激的XIAP翻譯上調(diào)增加 了對輻射誘導的細胞死亡的抗性（Holcik等，Oncogene2000 ; 19 :4174-4177)。
[0015] XIAP抑制已通過若干種技術（包括RNA沉默、基因敲除、肽配位體模擬物以及小 分子拮抗劑）進行體外研宄，并且已顯示作為單一療法促進細胞凋亡并且使很多腫瘤類型 對化學療法敏感，包括膀胱（Kunze等，2008 ;28(4B) :2259-63)。XIAP敲除小鼠以預期的孟 德爾頻率出生，它們沒有明顯的身體或組織缺陷并且具有正常壽命（Harlin等，Mol.Cell Biol.2001 ;21(10) :3604-3608)。這表明缺乏XIAP活性在正常組織中是無毒性的并且顯 示對腫瘤細胞的治療窗。另外的研宄已顯示XIAP為1型細胞和2型細胞（包括肝細胞） 的細胞凋亡之間的關鍵性鑒別器并且因此應小心地用于患有潛在肝病狀的患者（Jost等， Nature，2009,460,1035-1041)。應注意，cIAPl和cIAP2水平在XIAP敲除小鼠中上調(diào)并且 可以通過代償機制防止病理學，這表明對于功能性敲除可需要pan-抑制。類似地，cIAPl和 cIAP2 敲除小鼠也為無癥狀的（Conze等，Mol.Biol.Cell2005;25(8) :3348-56)。雖然缺 乏任一種IAP在小鼠中不會產(chǎn)生明顯的表型，cIAPl和cIAP2或者XIAP的缺失導致中期胚 胎死亡（Moulin，EMB0J.，2012)。
[0016] 內(nèi)源性IAP拮抗劑如SMAC已用于驗證此家族成員作為治療劑的靶標。SMAC肽化學 敏感性腫瘤細胞和與在異種移植物中的鉑和腫瘤壞死因子a-相關的細胞凋亡誘導配體 (TRAIL)導致腫瘤生長延遲（Fulda等，Nat.Med. 2002 ;808-815 ;Yang等，CancerRes. 2003 ; 63 ：831-837)〇
[0017] 天然產(chǎn)物信筒子醌（embellin)被確定結合在對天然SMAC肽具有類似親和力的 XIAP的BIR3結構域的表面溝處。信筒子醌在體外細胞系中誘導細胞凋亡并且在異種移植 物中引起腫瘤生長延遲（Nikolovska-Coleska等，J.Med.Chem.2004;47(10) :2430_2440; Chitra等，Chemotherapy1994 ;40 :109-113) 〇
[0018]XIAP反義寡核苷酸已發(fā)展為硬瘤和血液學惡性腫瘤的治療劑。在體外這些反義 寡核苷酸已顯示將蛋白質表達水平降低~70%，體內(nèi)誘導細胞凋亡和對化學療法敏感的細 胞以及腫瘤生長延遲。已在臨床試驗中研宄這些藥劑之一AEG351156 (Hu等，Clin.Cancer Res. 2003 ;9 :2826_2836;Cummings等，Br.J.Cancer2005 ;92 :532_538) 〇 [0019] 發(fā)展的XIAP的一些小分子拮抗劑包括模擬肽以及合成藥劑。模擬肽靶向BIR3 結構域，模擬結合XIAP的半胱天冬酶-9的SMAC分解，它們已顯示在多種腫瘤細胞系中 作為單一藥劑以及化療增敏劑誘導細胞凋亡并且進一步進行臨床研宄（Oost等，J.Med. Chem. 2004 ;47 :4417-4426;Sun等，Bioorg.Med.Chem.Lett. 2005 ; 15 :793-797) 〇
[0020] BIR3和BIR2結構域的合成小分子拮抗劑還在若干種不同模型中表現(xiàn)抗腫瘤活 性，包括通過針對三分之一NCI60細胞系板的膜聯(lián)蛋白-V染色和IC50 < 10yM來誘導細 胞凋亡。XIAP拮抗劑還在5分之5的慢性淋巴細胞白血病細胞系和5分之4的急性髓系 白血病細胞系中誘導原代培養(yǎng)的白血病細胞的劑量依賴性細胞死亡（Schimmer等，Cancer Cell2004;5:25-35;Berezovskaya等，CancerRes. 2005 ;65 (6) :2378_86)〇
[0021] 在腫瘤細胞系中高水平的XIAP蛋白與對一些抗腫瘤藥物，具體地為阿糖孢苷和 其它核苷的敏感性反向相關（Tamm等，Clin.CancerResearch2000;6:1796-1803)。XIAP 抑制在胰腺癌體內(nèi)的兩個臨床前模型中加強TRAIL-誘導的抗腫瘤活性（Vogler2008)?；?因表達和轉染研宄表明，增加的細胞凋亡抑制基因XIAP的表達在失巢凋亡抗性中并且在 循環(huán)的人前列腺癌細胞的存活中起到重要作用，從而促進轉移。發(fā)現(xiàn)小分子拮抗劑在這些 模型中是抗轉移的（Berezovskaya等，CancerRes. 2005 ;65 (6) :2378_86)〇
[0022] 還發(fā)現(xiàn)XIAP涉及與癌癥和其它疾病相關的其它路徑并且這些還得益于XIAP靶向 劑。XIAP的RING指結構域的E3連接酶活性能夠結合TAB1和上游BMP受體（1型）二者， 這