一类新的ＳＴＡＴ３通路抑制剂和癌干细胞通路抑制剂制造技术

本发明专利技术涉及一类新的癌干细胞通路（ＣＳＣＰ）抑制剂的用途；利用此类化合物治疗顽固性、复发性或转移性癌症的方法；通过利用此类化合物以特定施用策略选择性杀死癌细胞的方法；通过抑制Ｓｔａｔ３通路靶向癌干细胞的方法；利用新化合物治疗哺乳动物异常Ｓｔａｔ３通路活性相关病情或紊乱的方法；以及制备此类化合物及其中间体的方法；相关化合物的药物组合物；和施用这些化合物的具体方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及Stat3通路抑制剂用于治疗病情(conditions)的用途。更具 体地，本专利技术涉及Stat3通路抑制剂用于靶向癌干细胞、以及治疗其他紊乱的用途。甚至更 具体地，本专利技术涉及萘并[2，3-b]呋喃_4，9-二酮及相关化合物用于抑制Stat3、靶向癌干 细胞、以及治疗恶性疾病的用途。本专利技术还涉及顽固性、复发性或转移性癌症的治疗，制备 相关化合物及其中间体的方法，以及相关化合物的药物组合物。
技术介绍
癌干细胞(CSC)近年来，一种新的肿瘤发生模型得到了广泛认可，其中提出假说，在全部肿瘤物质 中仅一小部分负责肿瘤内的致瘤活性，而老的模型或者说克隆遗传模型却假定所有突变的 肿瘤细胞均等同地贡献于此致瘤活性。根据新模型，这小部分肿瘤发生细胞是具有干细胞 样性能的转化细胞，并称为“癌干细胞”(CSC)。在20世纪90年代，Bonnet和Dick首先在 体内证明了急性髓性白血病(AML)中CSC的存在。他们的数据表明，仅小亚群的人AML细胞 在移植到免疫缺陷小鼠中时具有转移AML的能力，而其他AML细胞不能够诱发白血病。后 来，证明这些CSC具有与原始造血干细胞相同的细胞标志⑶347⑶38_[1]。从那以后，研究 人员已经确凿地在多种类型的肿瘤(包括脑、乳腺、皮肤、前列腺等的肿瘤)中发现CSC。肿瘤发生的CSC模型能够解释为什么为了确立肿瘤移植物，需要将几万或几十万 的肿瘤细胞注射到试验动物体内。在人AML中，这些CSC细胞的频率低于万分之一 [2]。尽 管CSC在一个给定的肿瘤细胞群体中是稀少的，但有增加的证据表明此类细胞存在于几乎 所有肿瘤类型中。然而，由于癌细胞系是从特异地适应于组织培养生长的癌细胞亚群中选 择的，所以癌细胞系的生物学及功能特性可能经历显著的变化。因此，并非所有的癌细胞系 都含有CSC。癌干细胞与正常干细胞享有许多相似的性状。例如，CSC具有自我更新能力，即产 生其他的致瘤性癌干细胞的能力，一般速率比其他分裂肿瘤细胞低，但非有限次数的分裂。 CSC还具有分化成多种细胞类型的能力，这就解释了如下组织学现象一许多肿瘤不仅含 有多种对宿主器官而言天然的细胞类型，而且肿瘤转移中常常保持异质性。已经证明CSC 根本性地负责肿瘤发生、癌症转移和癌症复发。CSC也称为肿瘤起始细胞、癌干细胞样细胞、 干细胞样癌细胞、高致瘤性细胞、肿瘤干细胞、实体瘤干细胞或超级恶性细胞。癌干细胞的存在对于未来的癌症治疗和疗法具有根本性的意义。这些意义表现在 疾病鉴定、选择性药物靶向、预防癌症转移和复发、以及开发新的策略对抗癌症方面。目前癌症治疗的功效在检验的初始阶段往往以肿瘤大小的缩减来衡量，即去掉的肿瘤物质的量。由于CSC构成肿瘤的一个极小部分，且具有与其更为分化的子代显著不同 的生物学特征，所以对肿瘤质量的测量可能不一定能够选择出特异地作用于此干细胞的药 物。事实上，癌干细胞呈现出放疗(XRT)耐药性，并且还呈化疗剂和靶向药物顽固性[3-5]。 正常的体干细胞天然地对化疗剂具有耐药性——他们具有将药物泵出的多种泵(例如 MDR)以及DNA修复蛋白质。而且，他们还具有缓慢的细胞更新速率，而化疗剂靶向快速复 制的细胞。癌干细胞为正常干细胞的突变对应物，可能也具有类似的机制使之幸免于药物 治疗和放射治疗。换言之，传统的化疗法和放疗法杀死分化了的或分化中的细胞，这些细胞 构成肿瘤的大部分，不能产生新的高致瘤性癌干细胞。另一方面，产生所述分化了的或分化 中的细胞的癌干细胞群可能保持原样并引起疾病复发。传统抗癌疗法的另一危险在于化疗 可能导致仅仅留下耐受化疗的癌干细胞，由此使得继发的复发性肿瘤很可能也是化疗耐受 的。由于存活的癌干细胞能够使肿瘤重新建殖故而造成复发，所以在抗癌疗法中纳入 抗CSC策略是绝对必要的(见附图说明图1)。这就类似于斩草需除根[6]。通过选择性地靶向癌干 细胞，可以治疗患有侵袭性不可切除肿瘤和顽固性或复发性癌症的患者，以及防止肿瘤转 移和复发。开发靶向癌干细胞的特异性疗法可以改善癌症患者、尤其是转移性癌症受害者 的存活和生活质量。开启这股未被利用的潜力的关键在于鉴定和验证对于癌干细胞自我更 新和存活具有选择的重要性的通路。不幸的是，虽然在过去已阐述过位于癌症的肿瘤发生 或者胚胎干细胞和成体干细胞的自我更新背后的多个通路，但是尚未鉴定和验证用于癌干 细胞自我更新和存活的通路。也有许多鉴定和分离癌干细胞的研究。所用的方法主要是利用CSC外排药物的能 力，或是基于癌干细胞相关表面标志的表达。例如，由于CSC对许多化疗剂具有耐药性，那么CSC几乎普遍地过表达药物外排泵 如ABCG2(BCRP-1) [7-11]及其他ATP结合盒(ABC)超家族成员[12，13]，就不足为奇。从 而，也采用最初用来富集造血和白血病干细胞的侧群(side population, SP)技术来鉴定和 分离CSC[14]。这种技术首先由Goodell等人描述，利用荧光染料如Hoechst 33342的差异 性ABC转运蛋白依赖性外排来确定和分离富含CSC的细胞群[10，15]。具体而言，通过用戊 脉安(verapamil)阻断药物外排来揭示该SP，此时染料不再能够泵出该SP。研究人员还集中于寻找使癌干细胞区别于大部分肿瘤的特异性标志。癌干细胞最 常表达的表面标志包括⑶44、⑶133和⑶166 [16-22]。通过主要基于这些表面标志的差异 表达来分选肿瘤细胞，已经导致了迄今描述的高致瘤性CSC的大多数。因此，对于从癌细胞 系和大块肿瘤组织中鉴定和分离癌干细胞而言，这些表面标志是被充分验证了的。Stat3 通路哺乳动物或人癌细胞中有许多不同的遗传缺陷，且有许多已被研究以寻求治愈癌 症。例如，已经发现p53肿瘤阻遏蛋白在半数以上的人类癌症中是缺陷型的或者全然无存。 STAT (信号转导及转录活化因子)蛋白家族是潜伏的转录因子，响应细胞因子/生长因子而 被激活以促进增殖、存活及其他生物过程。其中，Stat3通过由生长因子受体酪氨酸激酶、 Janus激酶或Src家族激酶等介导的关键酪氨酸残基磷酸化而激活。这些激酶包括但不限 于 EGFR、JAK、Abl、KDR、c_Met、Src 和 Her2[23]。一旦酪氨酸磷酸化，Stat3 形成同源二聚 体，转位至细胞核，结合靶基因启动子区中的特异性DNA效应元件，诱导基因表达[24]。在正常细胞中，Stat3激活是瞬时的，受到严密的调控，持续30分钟至数小时。然 而，发现Stat3在广泛种类的人类癌症(包括所有主要的癌症以及一些血液肿瘤)中异常 激活。Stat3在癌症进展中起多种作用。作为一种有力的转录调控因子，它靶向参与许多重 要细胞功能的基因，例如Bcl-Xl、c-Myc、细胞周期蛋白Dl、Vegf、MMP-2和生存素[25-30]。 它也是肿瘤免疫监视和免疫细胞募集的关键负调控因子[31-33]。通过反义、siRNA、显性失活形式的Stat3和/或阻断酪氨酸激酶，消除Stat3信号 传递，在体外和/或体内可以抑制某些癌细胞系或肿瘤[24，26，34，35]。但是尚未经验性地 提出Stat3和癌干细胞功能之间的清楚关联。研究人员也尚未发现有效的Stat3通路抑制 剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
抑制癌干细胞的方法，所述方法包括通过Ｓｔａｔ３通路抑制剂抑制癌干细胞中的至少一些Ｓｔａｔ３通路活性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-9-10 60/971,144;US 2007-12-13 61/013,372抑制癌干细胞的方法，所述方法包括通过Stat3通路抑制剂抑制癌干细胞中的至少一些Stat3通路活性。2.权利要求1的方法，其中所述方法抑制癌干细胞自我更新。3.权利要求1的方法，其中所述方法杀死癌干细胞。4.权利要求1的方法，其中所述方法在体外进行。5.权利要求1的方法，其中所述方法在体内进行以治疗受试者癌症。6.权利要求5的方法，其中癌症已知具有癌干细胞和具有异常Stat3通路活性。7.权利要求6的方法，其中癌干细胞已知具有异常Stat3通路活性。8.权利要求5的方法，其中癌症选自下组乳腺癌、头颈部癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、结 直肠癌、前列腺癌、黑素瘤、肉瘤、肝癌、脑瘤、多发性骨髓瘤和白血病。9.权利要求8的方法，其中癌症选自下组肺癌、乳腺癌、宫颈癌、结直肠癌、肝癌、头颈 部癌、胰腺癌、胃癌和前列腺癌。10.权利要求5的方法，其中癌症是转移性的。11.权利要求5的方法，其中癌症是化疗或放疗顽固性的。12.权利要求5的方法，其中癌症固有地抵抗化疗。13.权利要求5的方法，其中癌症为在初始治疗后在受试者体内复发的癌症。14.权利要求1的方法，其中Stat3通路抑制剂是分离的、纯化的或合成的。15.权利要求1的方法，其中Stat3通路抑制剂选自下组小分子Stat3抑制剂、针对 Stat3的RNAi药剂、针对Stat3的反义药剂、肽模拟物Stat3抑制剂和G四联体寡聚脱氧核 苷酸Stat3抑制剂。16.权利要求1的方法，其中Stat3通路抑制剂的抑制机制选自下组基本上抑制 Stat3蛋白的磷酸化、基本上抑制Stat3蛋白的二聚化、基本上抑制Stat3蛋白的核转位、基 本上抑制Stat3蛋白的DNA结合活性、和基本上抑制Stat3蛋白的转录活性。17.权利要求1的方法，其中Stat3通路抑制剂是选自下组的化合物2-(1_羟乙 基)_萘并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氯-萘并[2，3-b]呋喃_4，9_ 二酮、 2-乙酰基-7-氟-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基萘并[2，3_b]呋喃_4，9-二酮、2-乙基-萘并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、磷酸单-[1-(4，9- 二氧代-3a, 4,9,9a-四氢-萘 并[2,3-b]呋喃-2-基)-乙烯基]酯、磷酸1-(4，9-二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2，3-b]呋喃-2-基)-乙烯基酯二甲酯、及其盐或溶剂化物。18.抑制细胞中的细胞Stat3通路活性的方法，包括向细胞施用有效量的选自下组 的化合物，使细胞中至少不期望的Stat3通路活性降低2-(l-羟乙基)-萘并[2，3-b]呋 喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氯-萘并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氟-萘并[2， 3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙基-萘并[2,3-b]呋 喃-4，9- 二酮、磷酸单_[1- (4，9- 二氧代-3a, 4,9,9a-四氢-萘并[2，3-b]呋喃_2_基)-乙 烯基]酯、磷酸1-(4，9-二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃_2_基)-乙烯基酯 二甲酯、及其盐或溶剂化物。19.权利要求18的方法，其中细胞是癌干细胞。20.权利要求18的方法，其中细胞是癌细胞。21.权利要求18的方法，其中在细胞中诱导细胞死亡。22.权利要求18的方法，其中所述方法在体外进行。23.权利要求18的方法，其中所述方法在体内进行。24.治疗或预防受试者中异常Stat3通路活性相关紊乱的方法，所述方法包括向受 试者施用治疗有效量的药物组合物，降低至少异常的Stat3通路活性，其中所述药物组 合物包含选自下组的化合物2-(1_羟乙基)-萘并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰 基-7-氯-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氟-萘并[2，3_b]呋喃-4，9-二 酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙基-萘并[2,3-b]呋喃_4，9_ 二酮、磷酸 单-[1-(4，9_ 二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃_2_基)-乙烯基]酯、磷酸 1- (4，9- 二氧代-3a, 4,9,9a-四氢-萘并[2，3_b]呋喃-2-基)-乙烯基酯二甲酯、及其可 药用盐或溶剂化物。25.权利要求24的方法，其中异常Stat3通路活性能够通过磷酸化Stat3的表达或 Stat3磷酸化的替代性上游或下游调控因子的表达来鉴定。26.权利要求24的方法，其中紊乱是癌症。27.权利要求26的方法，其中癌症选自下组乳腺癌、头颈部癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、 结直肠癌、前列腺癌、肾细胞癌、黑素瘤、肝细胞癌、宫颈癌、肉瘤、脑瘤、胃癌、多发性骨髓 瘤、白血病和淋巴瘤。28.权利要求24的方法，其中紊乱选自下组自身免疫性疾病、炎性疾病、炎症性肠道 疾病、关节炎、自身免疫性脱髓鞘病、阿尔茨海默病、中风、缺血再灌注损伤和多发性硬化症。29.治疗患者的方法，所述方法包括步骤通过异常Stat3通路活性鉴定患者；和向患者施用治疗有效量的选自下组的化合物2-(1_羟乙基)-萘并[2，3-b]呋喃-4， 9-二酮、2-乙酰基-7-氯-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基_7_氟-萘并[2,3-b] 呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙基-萘并[2,3-b]呋喃_4， 9- 二酮、磷酸单-[1-(4，9- 二氧代-3a, 4，9，9a_四氢-萘并[2，3_b]呋喃-2-基)-乙烯 基]酯、磷酸1-(4，9-二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃_2_基)-乙烯基酯二 甲酯、及其可药用盐或溶剂化物。30.权利要求29的方法，其中通过异常Stat3通路活性来鉴定患者的步骤包括检查磷 酸化Stat3的表达或Stat3磷酸化的替代性上游或下游调控因子的表达。31.权利要求29的方法，其中通过异常Stat3通路活性来鉴定患者的步骤包括检查取 自患者的患病组织或液体。32.权利要求31的方法，其中患病组织或液体是肿瘤的一部分。33.治疗患者的方法，所述方法包括步骤鉴定诊断具有异常Stat3通路活性相关紊乱的患者；和向患者施用治疗有效量的选自下组的化合物2-(1_羟乙基)-萘并[2，3-b]呋喃-4， 9-二酮、2-乙酰基-7-氯-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基_7_氟-萘并[2,3-b] 呋喃_4，9-二酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙基-萘并[2,3-b]呋喃_4， 9_ 二酮、磷酸单-[1-(4，9_ 二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃-2-基)-乙烯 基]酯、磷酸I-(4，9-二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃_2_基)-乙烯基酯二甲酯、及其可药用盐或溶剂化物。34.权利要求33的方法，其中鉴定患者的步骤包括检查至少一种在患者中指示该紊乱 的生物标志。35.试剂盒，其包括至少一种用于诊断异常Stat3通路活性相关紊乱的试剂；和治疗有效量的选自下组的化合物2-(1_羟乙基)_萘并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙 酰基-7-氯-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氟-萘并[2，3_b]呋喃-4，9-二 酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙基-萘并[2,3-b]呋喃_4，9_ 二酮、磷酸 单-[1-(4，9_ 二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃_2_基)-乙烯基]酯、磷酸 1- (4，9- 二氧代-3a, 4,9,9a-四氢-萘并[2，3_b]呋喃-2-基)-乙烯基酯二甲酯、及其可 药用盐或溶剂化物。36.权利要求35的试剂盒，其中所述至少一种试剂检查至少一种指示紊乱存在的生物 标志ο37.试剂盒，其包括至少一种用于诊断异常Stat3通路活性的试剂；和治疗有效量的选自下组的化合物2-(1_羟乙基)_萘并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙 酰基-7-氯-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氟-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二 酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙基-萘并[2,3-b]呋喃_4，9_ 二酮、磷酸 单-[1-(4，9_ 二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋喃_2_基)-乙烯基]酯、磷酸1-(4，9- 二氧代-3a, 4,9,9a-四氢-萘并[2，3_b]呋喃-2-基)-乙烯基酯二甲酯、及其可 药用盐或溶剂化物。38.权利要求37的试剂盒，其中所述至少一种试剂检查磷酸化Stat3的表达或Stat3 磷酸化的替代性上游或下游调控因子的表达。39.抑制癌干细胞的方法，所述方法包括向癌干细胞施用有效量的选自下组的化合物2-(1_羟乙基)-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氯-萘并[2,3-b]呋喃-4， 9-二酮、2-乙酰基-7-氟-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4， 9- 二酮、2-乙基-萘并[2，3-b]呋喃-4，9- 二酮、磷酸单-[1- (4，9- 二氧代-3a, 4,9,9a-四 氢-萘并[2,3-b]呋喃-2-基)-乙烯基]酯、磷酸1-(4，9-二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘 并[2，3-b]呋喃-2-基)-乙烯基酯二甲酯、及其盐或溶剂化物。40.权利要求39的方法，其中所述方法在体外进行。41.权利要求39的方法，其中所述方法在体内进行以治疗受试者癌症。42.权利要求41的方法，其中癌症选自下组乳腺癌、头颈部癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、 结直肠癌、前列腺癌、肝癌、胃癌、黑素瘤、多发性骨髓瘤、脑瘤、肉瘤、成神经管细胞瘤和白 血病。43.权利要求41的方法，其中癌症是转移性的。44.权利要求41的方法，其中癌症是化疗或放疗顽固性的。45.权利要求41的方法，其中癌症固有地抵抗化疗。46.权利要求41的方法，其中癌症为在初始治疗后在受试者体内复发的癌症。47.鉴定能够抑制癌干细胞的候选药物的方法，所述方法包括筛选抑制Stat3通路活性的候选药物。48.权利要求47的方法，其中候选药物能够在癌干细胞中诱导细胞死亡。49.权利要求47的方法，其中候选药物能够抑制癌干细胞的自我更新。50.权利要求47的方法，其中候选药物选自下组小分子Stat3抑制剂、针对Stat3的 RNAi药剂、针对Stat3的反义药剂、肽模拟物Stat3抑制剂、和G四联体寡聚脱氧核苷酸 Stat3抑制剂。51.权利要求47的方法，其中候选药物基本上抑制Stat3蛋白的磷酸化。52.权利要求47的方法，其中候选药物基本上抑制Stat3蛋白的二聚化。53.权利要求47的方法，其中候选药物基本上抑制Stat3蛋白的核转位。54.权利要求47的方法，其中候选药物基本上抑制Stat3蛋白的DNA结合活性。55.权利要求47的方法，其中候选药物基本上抑制Stat3蛋白的转录活性。56.治疗受试者中对标准治疗具顽固性的癌症的方法，所述方法包括向受试者施用 治疗有效量的药物组合物，所述药物组合物包含选自下组的化合物2-(1_羟乙基)-萘 并[2，3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基-7-氯-萘并[2，3-b]呋喃_4，9_ 二酮、2-乙酰 基-7-氟-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙酰基萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、2-乙 基-萘并[2,3-b]呋喃-4，9-二酮、磷酸单-[1-(4，9_ 二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2， 3-b]呋喃-2-基)-乙烯基]酯、磷酸1-(4，9_ 二氧代-3a，4，9，9a-四氢-萘并[2,3-b]呋 喃-2-基)-乙烯基酯二甲酯、及其可药用盐或溶剂化物。57.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ李，Z江，H罗格夫，Y李，J刘，W李，
申请(专利权)人：波士顿生物医药公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]