CDK5抑制剂及其治疗用途制造技术

本发明专利技术涉及细胞周期蛋白依赖性激酶5(Cdk5)的天然来源的抑制剂，其分离自玫瑰红景天根，并且其结构与已知的Cdk抑制剂不同。它们对不同的Cdks显示出选择性，并且通过混合类型的抑制模式而表现出抑制Cdk的效力，这使得其毒性和副作用较小。它们可用于预防和治疗与异常Cdk5活性相关的疾病或病症，例如，急性和/或慢性疼痛、神经性疼痛、糖尿病、癌症、神经退行性疾病和神经病理紊乱等。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 对相关申请的交叉引用 本申请要求2009年12月7日提交的美国临时申请No. 61/282, 039的优先权。
本专利技术涉及分离自天然来源的新的Cdk抑制剂，这种Cdk抑制剂被用于治疗用途。 更具体地，本专利技术涉及分离自植物玫瑰红景天（Rhodiolarosea)的天然来源的Cdk5抑制 剂以及它们作为Cdk5抑制剂的生物学活性。
技术介绍
利用当今的高通量化学合成技术和高效筛选方法学，在实验室发现细胞水平显示 有前景的生物学作用的化合物可能不再困难。但是，由于很多因素的影响，这些化合物转化 为临床上有用的化合物比率非常低。其中一个关键的因素是毒性和副作用，在药物开发的 后期阶段其通常严重且不被人体所忍受。基于此，由数千年来临床使用的天然来源发现的 新化合物重新受到了关注，这是因为它们已经被人类使用了很长时间，且因此它们的毒性 和副作用相对于纯粹合成的化合物而言似乎更易接受。 细胞周期蛋白依赖性激酶（Cdk)属于脯氨酸定向的丝氨酸/苏氨酸激酶家族，其 在调控细胞周期进展和转录控制中起着重要的作用。Cdk的活化需要与特异性调节亚单位 细胞周期蛋白的结合，以及需要在Cdk的特异性苏氨酸残基上的磷酸化。Cdkl、2、3、4和6 在调节不同细胞周期的转换中起着重要作用。Cdkl为有丝分裂Cdk，而Cdk2、4和6为分裂 期间Cdk，其在休眠Gl至S期的进程中起到调节作用。因此，Cdks的异常活化导致细胞周 期失调，例如持续的细胞增殖或不受限制的细胞周期重返，以及随后的疾病（例如癌症）的 发生（Shapiro, 2006 ;Malumbres&Barbacid, 2009)。由于细胞周期蛋白依赖性激酶 5 (Cdk5) (一种脯氨酸定向的丝氨酸/苏氨酸激酶）在神经元发育和功能中的必不可少的作用，因此 Cdk5是独特的。尽管与其他的Cdks在结构上具有同源性，但Cdk5可能不参与细胞周期的 调节。Cdk5的活化依赖于其与两个特异性活化子p35和p39 (其在神经元细胞中表达）的 结合。因此，尽管Cdk5在细胞中的表达无处不在，但是由于其局限于p35和p39的表达，因 此其主要活跃在有丝分裂后的神经元中（Tsai等，1993 ;Zheng等，1998)。 Cdk5在神经细胞中起多种生理作用，包括在早期神经发育期间的神经元的迀 移（Xie等，2003)和轴突导向（Connell-Crowley等，2000)以及突触形成和突触可塑性 (Cheung等，2006 ;Lai和Ip, 2009)。然而，最近已经发现Cdk5在中枢神经系统外发挥重要 作用，例如涉及感觉传导通路的疼痛信号传导（Pareek等，2006)，以及调节胰腺0细胞中 的葡萄糖刺激的胰岛素水平（Wei等，2005)。由于Cdk5起到关键的生理学作用，其不受控 的活性已经与多种疾病/病症相关联，从而使得Cdk5可作为治疗药物的潜在分子靶标。在 神经元中，Cdk5失调引起神经元细胞凋亡（Cheung和Ip，2004)，这表明Cdk5活性的异常调 节与神经退行性疾病的发展有显著关系，例如阿尔茨海默氏病（AD)和帕金森病（PD)。异 常的Cdk5活性还与癌症发生、进展和转移（例如前列腺和甲状腺瘤）相关联（Strock等， 2006;Lin等，2007)。 AD的两个主要病理学标志为老年斑的累积和在发病的脑部中的神经原纤维缠 结。Cdk5的失调是由于p25的存在所造成的，p25是在病理条件下p35产生的裂解产物 (Patrick等，1999)。在AD患者的脑部中发现了p25蛋白的累积（Patrick等，1999)。最 近的发现也表明Cdk5为调节老年斑的形成（Monaco,2004)和神经原纤维缠结（Cruz等， 2003)的形成的关键酶之一。 另一种与cdk5关联的主要神经退行性疾病为ro。病理学上，ro的特征在于由 于所选神经元，尤其是在黑质致密部的多巴胺能神经元的渐进性死亡而导致的运动原障碍 (Muntane等，2008)。在1-甲基-4-苯基-1，2, 3, 6-四氢吡啶（MPTP)诱导的小鼠模 型中，过度的Cdk5的表达和活性与多巴胺能神经元细胞死亡相关（Smith等，2003 ;Qu等， 2007)。此外，有意义的是，Cdk5的抑制能导致多巴胺释放的增加，这可有助于改善ro进展 (Chergui等，2004)。Cdk5也发现涉及许多其他的神经退行性疾病和神经性病症，例如亨 廷顿病（Anne等，2007)、肌萎缩侧索硬化（ALS;Bajaj等，1998)和局部缺血损伤（Wang等， 2003)〇 最近的研宄表明，异常的Cdk5活性还与糖尿病（2型糖尿病）的发病机制有关。在 胰腺0细胞中存在Cdk5的活化剂p35,其活性在葡萄糖刺激下负调控胰岛素释放（Wei和 TomiZawa，2007)。并且在高葡萄糖暴露时，小鼠胰腺0细胞中的p35蛋白和Cdk5活性会持 续增加（Ubeda等，2006)。此外，在培养的0细胞和糖尿病小鼠模型中，化学抑制剂对Cdk5 活性的抑制以葡萄糖依赖方式增加了胰岛素的分泌（Ubeda等，2006)。这些发现与观察到 的P35-/-小鼠对于葡萄糖负荷显示的胰岛素分泌增加相一致（Wei等，2005)。认为Cdk5通 过葡萄糖毒性期间的Ca2+通道活性的调节或胰岛素基因表达的调节起作用（Wei等，2005; Ubeda等，2006)。因此，Cdk5抑制剂能够作为治疗2型糖尿病的潜在治疗药物（Kitani等， 2007)〇 Cdk5也已成为止痛药的主要潜在靶标。Cdk5/p35与感觉通路间接相关。例如，在 潜在的伤害性神经元调节痛觉过敏中，Cdk5调节细胞分裂素活化蛋白激酶（MPK)的活化， 导致MPK活性增加。研宄还表明Cdk5亦涉及其他的疼痛通路，例如钙-钙调素激酶II、 SFosB、NMDA受体和P/Q型电压依赖性钙通道等。此外，研宄表明Cdk5抑制剂可能有助于 控制急性疼痛。已表明Cdk5/p35涉及疼痛处理，其受到抑制能降低正常疼痛通路的响应性 (Pareek等，2006 ;Pareek和Kulkarni，2006)。更具体地，大鼠中外周炎症诱导Cdk5活性 增加。尽管具有更高Cdk5活性的p35转基因小鼠对于疼痛刺激更加敏感，但是p35-/_以 及Cdk5条件基因敲除小鼠（具有显著减低的Cdk5活性）对于疼痛刺激均显示延迟的响应 (Pareek等，2006 ;Pareek等，2007)。在外周炎症反应中，Cdk5通过负反馈回路还调节促细 胞分裂剂激活性蛋白激酶1/2 (MEK1/2) /IM的活性（Pareek和Kulkarni, 2006)。此外，最近 亦确定瞬时受体电位香草酸亚型I(TRPVl)(-种通过热、质子和辣椒辣素活化的配体-门 控的阳离子通道）为Cdk5的底物（Pareek等，2007)。基于经Cdk5的TRPVl磷酸化调节疼 痛信号传导期间的TRPVl的功能，Cdk5被认为能够作为用于开发止痛药的新的分子靶标。 由于Cdk5与多种疾病相关，因此靶向Cdk5抑制剂的筛选可有助于鉴定潜在的药 物先导物。然而，至今仅鉴定了很少的Cdk5抑制剂，而且它们也不是用于神经适应症的临本文档来自技高网...

【技术保护点】
下式的化合物在制备用于抑制人类细胞Cdk5酶的药物中的应用：其中R1‑11独立地相同或不同，独立地为氢或取代基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶玉如，叶翠芬，傅颖瑜，浮光苗，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81