茜草科類型環肽用作為Hedgehog信號通路抑制劑和其製備方法與應用的製作方法

2023-09-19 01:55:35

茜草科類型環肽用作為Hedgehog信號通路抑制劑和其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供茜草科類型環肽用作為Hedgehog信號通路的新型抑制劑，其製備方法及在製備治療與預防Hedgehog信號通路異常激活的有關癌症的藥物中的應用。本發明的茜草科類型環肽，由1個D-α-丙氨酸，1個L-α-丙氨酸，3個取代的N-甲基-L-α-酪氨酸和一個其它類型的L-α-胺基酸經肽鍵縮合而成，且6個胺基酸縮合成為十八元環，其中2個鄰位的酪氨酸之間的苯環經氧橋連接形成一個十四元環。
【專利說明】茜草科類型環肽用作為Hedgehog信號通路抑制劑和其製備方法與應用
【技術領域】:
[0001]本發明屬於藥物【技術領域】，具體地，涉及一系列茜草科類型環肽用作為Hedgehog信號通路抑制劑，以其作為有效成分的藥物組合物，其製備方法及其在癌症治療及預防中的應用。
【背景技術】:
[0002]Hedgehog信號通路是細胞內經典而重要的信號轉導通路之一，該通路的激活可調節多種下遊基因的轉錄表達，並由此影響細胞的增殖，分化，凋亡和遷移。因此，該信號通路在動物早期胚胎發育和成體組織器官的穩態平衡過程中起著重要的作用，其功能的異常紊亂與眾多人類疾病密切相關，如嬰兒出生缺陷和癌症的產生。
[0003]Hedgehog信號通路最早在果蠅的遺傳突變篩選中被發現參與胚胎體節極性的形成。隨後很快在脊椎動物中克隆和鑑定了 Hedgehog蛋白的同源基因Sonichedgehog(Shh), Indian hedgehog(Ihh), Desert hedgehog(Dhh)。其中研究最深入的是Shh0
[0004]在脊椎動物的Hedgehog信號轉導途徑中，Shh是配體，Patched (Ptch)是受體，Ptch是一個12次跨膜蛋 白，有兩個同源基因:Ptchl和Ptch2。在沒有Shh信號時，Ptch抑制下遊7次跨膜蛋白Smoothened(Smo), Smo是G蛋白偶聯受體,從而沒有信號轉導到下遊。當Shh信號存在時,配體Shh和受體Ptch結合一起被胞吞,從而解除對Smo的抑制,Smo激活下遊的轉錄因子Gli入核，Gli激活不同靶基因的轉錄表達，實現Hedgehog信號通路的激活。Gli是Hedgehog信號通路最下遊的轉錄因子，脊椎動物中有3個同源基因:Glil，Gli2，Gli3，都是致癌基因。Glil是一轉錄激活因子，Gli2和Gli3是雙功能轉錄因子，全長形式是轉錄激活因子，當被蛋白酶體部分降解修飾後的截短形式是轉錄抑制因子。Sufu是一轉錄共抑制因子，能和三個Gli結合,阻止Gli入核從而抑制Hedgehog信號通路。Hedgehog信號通路的靶基因包括 Glil,Ptchl,Hhipl, Cyclin D, Cyclin E, N-Myc, Bcl2, VEGF, Jag2,Snail, Slug, Twist2，BmiI, Lgr5，CD44，CD133，PTHrP 等，一方面對自身信號通路進行精細的反饋調節，另一方面調控細胞的多種功能行為如:細胞增殖、抗凋亡、血管形成，誘導和維持幹細胞特性、細胞命運決定、上皮間充質轉化，遷移等。
[0005]Hedgehog信號通路在早期胚胎發育的組織器官形成過程中很活躍，但在成體組織中大部分都被沉默關閉掉，除在組織穩態維持和損傷修復過程中外，由於各種原因導致的Hedgehog信號通路重新激活會導致眾多癌症的形成。據目前權威數據統計，三分之一的癌症中都有Hedgehog信號的異常激活。跟Hedgehog信號通路異常激活相關的癌症，根據Hedgehog信號通路在癌症中激活形式的不同分為三種類型:突變導致的I型，如痣樣基底細胞癌症候群、基底細胞癌、髓母細胞癌、橫紋肌肉瘤等；配體自分泌依賴的II型，如小細胞肺癌、胰腺癌、食管癌、胃癌、膽管癌、結腸癌、前列腺癌、乳腺癌、黑色素瘤等；配體旁分泌依賴的III型，如前列腺癌、胰腺癌、淋巴瘤、多發性骨髓瘤、白血病等。[0006]Hedgehog信號通路還和癌症的骨轉移和腫瘤幹細胞的維持和分化密切相關。乳腺癌、肺癌、腎癌、結腸癌和前列腺癌都傾向於骨轉移，在乳腺癌中Hedgehog信號能激活上調PTHrP, PTHrP能誘導破骨細胞的形成而促進骨吸收，為癌細胞骨轉移提供基礎。Hedgehog信號還能激活許多重要的上皮間充質轉化調節因子如:Snail，Slug, Twist2, ZebI, Zeb2，Foxc2，上皮間充質轉化是癌症轉移的重要標誌性特徵之一。癌症的生長和傳播被認為可能依賴於一小群癌幹細胞，癌幹細胞具有自我更新和多潛能分化的能力，而且這些細胞對化療和放療耐受，被認為是癌症復發的主要原因之一。在膠質瘤，乳腺癌，前列腺癌、多發性骨髓瘤和慢性髓細胞樣白血病中發現Hedgehog信號通路能直接或間接激活上調一系列重要的幹細胞標記分子如Lgr5，⑶44，⑶133，從而參與癌幹細胞的誘導和維持。
[0007]綜上所述，Hedgehog信號通路以多種多樣的形式參與眾多癌症的形成，所以知道每種癌症中Hedgehog通路參與的方式對於癌症的治療和抗癌藥物研發非常重要，尤其針對Hedgehog信號通路的抑制劑作為抗癌藥的藥物研發。Hedgehog信號通路作為抗癌治療的靶點已受到廣泛重視，並且已發現許多該信號通路的抑制劑，其中大部分都針對Smo而發揮作用。其中，Roche公司的⑶C-0449 (又稱vismodegib,商品名Erivedge),是一種小分子靶向Smo抑制劑，FDA已於2012年I月份批准其用於治療局部晚期和已轉移的基底細胞癌，是批准用於治療轉移基底細胞癌的第一個藥物。但該藥在臨床研究中治療髓母細胞瘤病人時，發現Smo出現突變而產生耐藥性。所以迫切需要研發其它作用機制的新型Hedgehog信號通路抑制劑用於治療相關癌症。
[0008]現有技術中未見茜草科類型環肽作為Hedgehog信號通路抑制劑及用於治療相關癌症的報導。
[0009]茜草科類型環肽在茜草科植物中的分離純化較為困難，最重要的原因是茜草屬植物中富含蒽醌類色素，且環肽含量較低。近年從茜草屬植物中分離環肽類成分已公開發表如下方法:(1)茜草科茜草屬植物小紅參的根用甲醇提取後，甲醇浸膏加水混懸後用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇依次萃取，合併乙酸乙酯和正丁醇部分依次用正反相矽膠柱層析，Sephadex LH-20凝膠柱層析，HPLC等技術分離純化,得到系列環肽。參見:Fan, J.T. et al.Rubiyunnanins C-Hj cytotoxic cyclic hexapeptides from Rubia yunnanensisinhibiting nitric oxide production and NF-κ B activation.Bioorganic&medicinalChemistry, 2010，18，8226-8234。其缺點在於萃取對富集環肽類化合物作用不明顯，工作量大且效率低。(2)茜草科茜草屬植物茜草的根用甲醇提取後，甲醇浸膏經HP-20大孔樹月旨、矽膠、活性炭、氨丙基鍵合矽膠色譜柱層析得到環肽富集部分。此環肽富集部分用甲醇重結晶，再結合各種層析材料包括HPLC對結晶或母液進行分離純化，得到一系列環肽。參見:Hitotsuyanagi, Y.et al.1solation, structure determination, and synthesisof al1-RA-V and neo-RA-V, RA-series bicyclic peptides from Rubia cordifoliaL.Chemistry-A European Journal2012, 18, 2839 - 2846。其缺點在於活性炭對樣品的吸附性強，氨丙基鍵合矽膠材料價格較貴，實驗室和工業上不常用，甲醇重結晶技術可控性和重現性不好。

【發明內容】
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[0010]針對現有技術存在的上述不足之處，本發明的目的在於提供一類茜草科類型環肽化合物作為新型Hedgehog信號通路抑制劑；提供製備該類化合物的方法；本發明的目的還在於提供以茜草科類型環肽化合物為有效成分的藥物組合物；以及在其製備治療和預防Hedgehog信號通路異常激活的相關癌症的藥物中的應用。
[0011]為了實現本發明的上述目的，本發明提供了如下技術方案:
[0012]用如下結構式所示的茜草科類型環肽作為Hedgehog信號通路抑制劑，
[0013]
【權利要求】
1.用如下結構式所示的茜草科類型環肽作為Hedgehog信號通路抑制劑，
2.藥物組合物，其中含有治療有效量的如權利要求1所示的茜草科類型環肽化合物RA-V (I)、RA-VII (2)、RA-1 (3), RA-XI (4), RA-XII (5), RA-XXII (6), RA-XXIII (7)、RY-1I (8)和Rubiyunnanin C (9)或其藥理學上容許的鹽和藥學上可接受的載體。
3.權利要求1所述的茜草科類型環肽或其藥理學上容許的鹽在製備Hedgehog信號通路抑制劑中的應用。
4.權利要求1所述的茜草科類型環肽或其藥理學上容許的鹽在製備治療與預防Hedgehog信號通路異常激活的相關癌症的藥物中的應用，所述的癌症為基底細胞癌、髓母細胞瘤、橫紋肌肉瘤、痣樣基底細胞癌症候群、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、轉移性前列腺癌、胰腺癌、軟骨肉瘤、骨肉瘤、黑色素瘤、神經膠質瘤、乳腺癌、卵巢癌、食道癌、胃癌、結腸癌、膽管癌、肝癌、膀胱癌、血管瘤、慢性髓細胞性白血病、急性淋巴細胞性白血病、多發性骨髓瘤、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤。
5.製備如權利要求1所述的茜草科類型環肽化合物RA-V(I),RA-VII (2),RA-1 (3)、RA-XI (4),RA-XII (5),RA-XXII (6),RA-XXIII (7),RY-1I (8)和 Rubiyunnanin C (9)的方法，取金劍草(Rubia alata Wall, in Roxb.)的根莖,經乾燥、粉粹後,用甲醇回流提取3次，時間為2-3小時，提取液經減壓濃縮得總浸膏，將總浸膏經矽膠柱層析，用100:0，10:1，8:2,7:3,0:100的氯仿/甲醇梯度洗脫，結合環肽TLC檢測方法合併其中的10:1和8:2含有環肽的部分，以下的每一步驟都須結合環肽TLC檢測方法來進行分離純化，合併後的環肽部位再次經矽膠柱層析，用70:1-8:2的氯仿/甲醇梯度洗脫，合併含有環肽部位，得總環肽部位；總環肽部位繼續經矽膠柱層析，用30:1-1:1的氯仿/丙酮梯度洗脫，按含環肽的點不同合併為3個組分Fr.1 - Fr.3 ；Fr.1組分經矽膠柱層析，7:3-0:1的石油醚/丙酮梯度洗脫，富集含環肽部位Fr.1-1，Fr.1-1組分經Sephadex LH-20層析，1:1的氯仿/甲醇為洗脫劑，所富集的含有環肽的部分經ODS HPLC製備柱純化，38%乙腈和4%。三氟乙酸為洗脫劑，得到 RA-V (1)，RA-VII (2), RA-XXII (6), RA-XXIII (7), Rubiyunnanin C (9);Fr.2 組分經矽膠柱層析，30:1-1:1的氯仿/丙酮梯度洗脫，富集含環肽部位經Sephadex LH-20層析，I: I的氯仿/甲醇為洗脫劑，合併含環肽部位Fr.2-1 ；Fr.2-1組分經RP-18柱層析，20%-90%的甲醇/水梯度洗脫，得到2個亞組分Fr.2-1-1和Fr.2_1_2，其中Fr.2-1-1經0DSHPLC製備柱純化，27%乙腈和4%。三氟乙酸為洗脫劑，得到RA-1 (3)，RA-XI (4) ；Fr.2+2經ODSHPLC製備柱純化，23%乙腈和4%。三氟乙酸為洗脫劑，得到RA-XII (5)；Fr.3組分經矽膠柱層析,20:1-8:2的氯仿/甲醇梯度洗脫，富集含環肽部位經Sephadex LH-20層析,1:1的氯仿/甲醇為洗脫劑，合併含環肽部位Fr.3-1 ；Fr.3-1組分經ODS HPLC製備柱純化，20%乙腈和4%。三氟乙酸為洗脫劑，得到RY-1I (S)0
6.權利要求1中的茜草科類型環肽聯合一種或多種附加的療法如放射療法，或化療法如順鉬、卡鉬、長春新鹼、紫杉醇、環磷醯胺、阿黴素化療，或聯合抗體藥、外科手術和/或聯合一種或多種其它藥物在製備治療與預防Hedgehog信號通路異常激活的相關癌症的藥物中的應用，所述的癌症為基底細胞癌、髓母細胞瘤、橫紋肌肉瘤、痣樣基底細胞癌症候群、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、轉移性前列腺癌、胰腺癌、軟骨肉瘤、骨肉瘤、黑色素瘤、神經膠質瘤、乳腺癌、卵巢癌、食道癌、胃癌、結腸癌、膽管癌、肝癌、膀胱癌、血管瘤、慢性髓細胞性白血病、急性淋巴細胞性白血病、多發性骨髓瘤、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤。
【文檔編號】A61K38/12GK103877562SQ201410133341
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】譚寧華, 毛炳宇, 趙思蒙, 江世友 申請人:中國科學院昆明植物研究所, 中國科學院昆明動物研究所