能增强眼细胞中明胶酶A活性的有机小分子制造技术

本发明专利技术提供了能通过减少阻碍房水外流的近小管网，从而在眼睛中实现“药理学小梁管切开术”的有机小分子。所述的有机小分子能通过增加膜型基质金属蛋白酶（ＭＴ－ＭＭＰ）的细胞膜表达增强眼细胞中的明胶酶Ａ活性，从而增加房水的外流，治疗原发开放角性青光眼。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及能通过减少阻碍房水外流的近小管网从而在眼睛中实现“药理学小梁管切开术(trabeculocanalotomy)”的有机小分子。更具体而言，本专利技术所涉及的有机小分子能通过增加膜型基质金属蛋白酶(MT-MMP)的细胞膜表达来增强眼细胞中的明胶酶A活性，从而增加房水的外流，用于治疗原发开放角性青光眼。本专利技术同样还包括生产这种有机小分子以及在原发开放角性青光眼治疗中应用这种有机小分子的方法。
技术介绍
眼睛的胞外基质(ECM)是特异化的蛋白、糖蛋白和蛋白多糖的缔合体，其促进并赋予行使结缔组织生理功能的结构。在细胞水平，ECM不但提供结构、柔性和支持，而且还起滤过屏障的作用、介导细胞附着并影响组织的形态发生和分化。ECM的一部分正常机能是参与ECM的紧密调节的代谢，它平衡衰老分子的降解和处置与各种新合成的ECM要素的分泌和整合。许多细胞类型会产生被命名为基质金属蛋白酶(MMP)的特异化的胞外蛋白水解酶。MMP在这种ECM分子如胶原、纤连蛋白和多种蛋白多糖的初始降解中起重要作用。MMP活性部分地通过分泌成无活性的酶原并被蛋白水解过程活化为小分子量形式来调节。这种受调节的MMP活性通常需要蛋白酶活性和自溶机制(autolytic mechanism)。MMP能被基质金属蛋白酶(TIMP)的内源组织抑制剂所抑制。对于MMP而言，已知特异性的蛋白水解活化剂明胶酶A(GelA)(MMP-2；72kD明胶酶；IV型胶原酶；E.C.3.4.24.24)是MMP家族的另一个成员，即MT-MMP。与其它的MMP不同，MT-MMP主要表达为整合膜蛋白。有6种已知的MT-MMP亚型，因此将MMP-14指定为MT1-MMP、将MMP-15指定为MT2-MMP、将MMP-16指定为MT3-MMP、将MMP-17指定为MT4-MMP、将MMP-24指定为MT5-MMP、将MMP-25指定为MT6-MMP。除了MT4-MMP以外的所有MT-MMP亚型都能实现72kDGelA原的剪切，以启动向GelA的66kD(中间态)、59kD(有活性的)和43kD(“袖珍型”)形式的蛋白水解“级联”。MT-MMP能活化与特异性抑制蛋白TIMP-2复合的GelA。这使得MT-MMP的表达和/或活性成为调节ECM代谢的主要控制点。小梁网(TM)是位于眼睛前段的虹膜角膜角的组织。TM是睫状体上皮分泌的房水流出眼睛的地方。TM细胞存在于胶原束、或小梁上，或嵌入在与巩膜窦缔合的ECM中。巩膜窦是衬有内皮的管道，房水从中排出。眼内液压(IOP)是通过房水的分泌和流出平衡来维持。正常的IOP略高于静脉压，这部分是由于在TM处的外流阻力。据信，TM的外流阻力是TM的ECM大分子和与小梁缔合的ECM的流体力学性质的结果。对于被命名为原发开放角性青光眼(POAG)的潜在致盲性眼病综合症，其标志是IOP的隐藏的进行性的增加，，该疾病病因学的流行理论是在TM水平的ECM代谢调节的障碍。在TM上存在生化病变，其表现为ECM的总体过量，或者是与ECM的特定成分相关的失衡，它们中的任何一种都会损害液体以其正常生理速率流出眼睛的能力。已经有人提出，能减少ECM积聚的药理学干涉会降低这些疾病特征性的IOP升高。Ito等(Ito等，Eur.J.Biochem.251，353-358(1998))已经记载，治疗性的有机小分子能增强MT-MMP的表达。如Ito等所述，用三氟拉嗪处理人子宫颈成纤维细胞会导致MT1-MMP诱导的明胶酶A(GelA)的活化。以前已将三氟拉嗪归类成治疗性的“抗精神病药”。但是，Ito等将三氟拉嗪归类成钙调蛋白拮抗剂，并对另一种钙调蛋白抑制剂W-7作出类似的断言，尽管后一种化合物的效果并非特别显著。Ito等推论，钙调蛋白负调节MT-MMP的表达。使用Western印迹免疫化学法，已经证明MT-MMP除人TM细胞以外还存在于人眼组织中，以及新鲜的和培养的猪TM细胞中(Alexander，J.和Acott，T.S.，Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.40(ARVO Abstracts)S506，#2670(1999)；Smine，A.和Planter，J.J.，Curr.Eye Res.16925(1997))。在任一种情况下，都没有证明GelA得以活化，尽管Alexander和Acott记载了用佛波醇酯(佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-醋酸酯)能增强MT1-MMP的表达。但是，佛波醇酯不具有治疗效用，因为它是公知的致癌物。除了三氟拉嗪和佛波醇酯以外，已经证实下述试剂能增强除了TM细胞以外的细胞中的MT-MMP表达和/或GelA活化。伴刀豆球蛋白A白细胞介素-1α原钒酸盐从弹性蛋白衍生出的六肽松胞菌素D莫能菌素肿瘤坏死因子-α细菌脂多糖过氧化氢氧化的低密度脂蛋白肝细胞生长因子/扩散因子 β-淀粉状肽活化的蛋白C生长激素白细胞介素VIII甘氨酰基-L-组氨酰基-L-赖氨酸-Cu2+溶血磷脂酸检索美国专利后发现，只有第5,260,059号美国专利这一篇专利涉及能增强基质金属蛋白酶(MMP)活性的试剂。该第5,260,059号专利公开一种通过向TM细胞提供一系列大分子来治疗青光眼的方法，所述的大分子包括基质金属蛋白酶-1(MMP-1)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-3(MMP-3)。在提交第5,260,059号专利时，指定为MT-MMP的一类MMP尚未被表征。在提交第5,260,059号专利时，怀疑GelA的生理活化是由单独的自催化机制引起的。在第5,260,059号专利中具体提及的其它分子是碱性的肝素结合生长因子、神经生长因子、白细胞介素-1、白细胞介素-6、佛波醇酯、钙离子、锌离子、纤溶酶、胰蛋白酶和氨基苯基醋酸汞(APMA)。因此，本领域仍然需要提供用于治疗被命名为原发开放角性青光眼的疾病的组合物和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的有机小分子被治疗性地用于治疗被称作原发开放角性青光眼的疾病，因为其对细胞和组织具有药理学作用。本专利技术的有机小分子能增强MT-MMP或在TM中表达的类似酶的表达或酶活性，MT-MMP以及上述类似酶能激活GelA。GelA的活化会增加ECM的降解，随后增加房水的外流，导致IOP降低。本专利技术的有机小分子还可以用于建立用于发现如原发开放角性青光眼的疾病的新药物疗法的模型系统。为了建立该模型系统，用本专利技术的有机小分子体外调控TM细胞和组织，以实现MT-MMP表达和/或活性的增强。其证据是自proGelA生成活性GelA型。GelA的活化可以用proGelA证实，所述的proGelA由TM细胞内源地分泌，或者作为纯酶外源地加入到实验组织或细胞中。就此而言，重要的是应该注意到眼房水具有丰富的proGelA。眼睛外流系统细胞中的MT-MMP水平或活性的提高会使来自proGelA的GelA可局部用于ECM的蛋白水解重构。明白了遍及身体的组织和器官的ECM调节的重要性，就不会对许多疾病在其病理学上部分地与由于MMP活性提高而导致的ECM的过度降解相关感到奇怪了。能抑制MMP活性的药物可以用于治疗与MMP的正常功能和调节的表观损失相关的疾病。因此，本专利技术包括通过使用本专利技术的有机小分子对MT-MMP活性和本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于增强眼细胞中明胶酶Ａ活性的有机小分子，其包括：＊＊＊其中Ｗ选自氧、硫和Ｃ↓［１－２０］羟基化的碳基团；Ｚ选自氧和硫；Ｒ↓［１］是支链的或非支链的、取代的或未取代的选自以下组中的基团：Ｃ↓［６－２５］芳基、Ｃ↓［３－２０］环烷基、Ｃ↓［３－２０］环烯基、Ｃ↓［３－３０］杂环基、Ｃ↓［６－３０］杂芳基、Ｃ↓［６－３０］芳氧基、Ｃ↓［６－３０］芳基烷氧基、Ｃ↓［６－３０］芳氧基羰基、Ｃ↓［６－３０］芳基氨基羰基、Ｃ↓［６－３０］芳烷基、Ｃ↓［６－３０］芳甲酰基、Ｃ↓［６－３０］芳烷基羰基、Ｃ↓［６－３０］芳基烷氧基羰基、Ｃ↓［６－３０］芳硫基烷基、Ｃ↓［６－３０］芳基烯基、Ｃ↓［６－３０］芳基炔基、Ｃ↓［６－３０］芳氧基烷基、Ｃ↓［６－３０］芳基烷硫基烷基、Ｃ↓［６－３０］芳基烷氧基烷基、Ｃ↓［６－３０］芳基硫代羰基、Ｃ↓［６－３０］芳烷基氨基羰基、Ｃ↓［６－３０］Ｎ－烷基－Ｎ－芳基氨基羰基、Ｃ↓［６－３０］Ｎ－芳基氨基磺酰基、Ｃ↓［６－３０］Ｎ－芳基氨基亚硫酰基、Ｃ↓［６－３０］芳基磺酰基、Ｃ↓［６－３０］芳基亚硫酰基、Ｃ↓［６－３０］芳甲酰基氧基、Ｃ↓［６－３０］芳硫基、Ｃ↓［６－３０］芳基烷硫基、Ｃ↓［６－３０］芳基酰氧基、Ｃ↓［６－３０］芳烷基磺酰基、Ｃ↓［６－３０］芳烷基亚硫酰基、Ｃ↓［６－３０］芳基烷基硫代羰基、Ｃ↓［６－３０］Ｎ－烷基－Ｎ－芳基氨基磺酰基、Ｃ↓［６－３０］Ｎ－烷基－Ｎ－芳基氨基亚硫酰基、Ｃ↓［６－３０］芳氧基羰基烷基羰基、Ｃ↓［６－３０］芳甲酰硫基和Ｃ↓［６－３０］芳基酰硫基，且当被取代时如上定义的Ｒ↓［１］被一个或多个选自以下组中的取代基取代：Ｃ↓［１－２５］烷基、Ｃ↓［１－２５］烯基、Ｃ↓［１－２５］炔基、Ｃ↓［１－２５］烷氧基、Ｃ↓［１－２５］烯氧基、羟基、羧基、氨基、Ｃ↓［１－２５］（Ｎ－烷基羰基）氨基、Ｃ↓［１－２５］（Ｎ－烷基羰基）－Ｎ－烷基氨基、Ｃ↓［１－２５］（Ｎ－烷基羰基烷基）氨基、氰基、硝基、Ｃ↓［６－３０］芳基偶氮基、磺基、亚磺基、巯基、卤代、Ｃ↓［１－２５］卤代烷基、三氟甲基、Ｃ↓［１－２５］三氟甲基烷基、Ｃ↓［６－３０］芳烷基、Ｃ↓［６－３０］芳基、Ｃ↓［１－２５］Ｎ－烷基氨基、Ｃ↓［１－２５］Ｎ－二烷基氨基、Ｃ↓［１－２５］（Ｎ－烷基－Ｎ－烯基）氨基、Ｃ↓［１－２５］Ｎ－二烯基氨基、Ｃ↓［１－２５］烷基磺酰基、Ｃ↓［１－２５］烷基亚硫酰基、Ｃ↓［１－２５］...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯艾伦普费弗，罗斯玛丽贝丝弗利克，奈韦德宾卡迈勒沙姆斯，斯蒂芬保罗巴特尔斯，
申请(专利权)人：博士伦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]