认知能力的协同增效作用的制作方法

专利名称：认知能力的协同增效作用的制作方法
发明的背景(i)发明领域本发明涉及通过施用增效药物而获得的认知能力的提高。
(ii)发明的背景存在许多影响认知的疾病和病症。认知通常可被描述为至少包括三种不同的成分注意力、学习和记忆力。这些成分的每一个以及它们各自的水平都影响受试者认知能力的总体水平。例如，虽然阿尔茨海默病的病人受完全认知丧失之苦，并因此每一种这些特征都退化，但记忆的丧失才是最经常和所述疾病联系在一起的。在其他疾病中，病人受认知损害之苦，它更主要和不同的认知特征相联系，例如注意缺陷障碍伴多动症(ADHD)，集中在个体维持注意状态的能力。其他病症包括与其他神经疾病、老化相关的痴呆症，有些疾病的治疗可对心智能力有不利的影响，例如癌症治疗、中风/缺血以及智力迟缓。本发明旨在通过修复或减轻认知缺陷或损害而治疗这些和其他相似的疾病。
认知疾病给当今社会制造了许多问题。因此，科学家们已经努力发明认知增效剂或认知活化剂。已经发明的认知增效剂或活化剂通常被分类为，促智药、血管舒张剂、代谢增强剂、精神兴奋剂、胆碱能药、生物胺药物和神经肽。血管舒张剂和代谢增强剂(例如二氢麦角碱)主要对于由大脑血管结扎缺血引起的认知疾病有效，然而，它们在临床应用中无效，并且对于其它类型的认知疾病无效。在研发的认知增强剂中，代表性的只有代谢药物运用于临床，而其他还仍在研究阶段。例如，在促智药中，吡拉西坦激活了外周内分泌系统，它对于阿尔茨海默病是不适合的，因为在病人中产生高浓度的类固醇，而他克林，一种胆碱能药，有许多副作用，包括呕吐、腹泻和肝毒性。
改善患病个体认知能力的方法已经是各种研究的方向。近来，和阿尔茨海默病相关的认知状态以及改善病人记忆的不同方法，已经是各种方法和策略的方向。在阿尔茨海默病的情况中，已经努力研究典型的通过胆碱能途径或其他大脑递质途径改善认知。这种方法依赖通过药物治疗对乙酰胆碱酯酶的抑制。乙酰胆碱酯酶是一种主要的大脑酶，调节它的水平可导致各种其他神经功能的改变，并产生副作用。胆碱酯酶抑制剂仅仅产生一些短时间的症状改善。此外，胆碱酯酶抑制剂的应用仅仅使得一小部分中等症状阿尔茨海默病病人有改善，因此仅仅对于全体病人中的一小部分有治疗效果。结果是，应用胆碱酯酶途径治疗认知损害，特别是阿尔茨海默病，已经被证明是不够的。此外，现行的改善认知的治疗局限于特定的神经变性疾病，并且还没有证明对于治疗广泛的认知疾病有效。
关于正常和异常的记忆，K+和Ca2+通道已经被证明在记忆存储和回忆中起到了关键作用。例如，已经发现钾离子通道在记忆存储期间有变化。(Etcheberrigaray，R.等(1992))Proceeding of the National Academy of Science 897184；Sanchez-Andres，J.V.和Alkon，D.L.(1991)Journal of Neurobiology 65796；Collin，C.等，(1998)Biophysics Journal 55955；Alkon，D.L.等(1985)Behavioral andNeural Biology 44278；Alkon，D.L(1984)Science 2261037)。这个观察到的结果，与阿尔茨海默病病人中几乎普遍的记忆丧失症状相联系，导致对离子通道功能作为阿尔茨海默病病理学可能的作用部位，由PKC调节，以及它对于认知的全部作用研究。
仍需要发明改善总体认知的治疗方法，通过认知力的特点或一般认知。仍需要发明认知改善的方法，无论它是否和特定疾病状态或认知疾病相关。本发明的方法和组合物是需要的，并且可大大改善认知力减退的临床治疗，不管是和特定神经变性疾病、缺氧、中风还是和相似疾病相关。所述方法和组合物还提供治疗和/或认知状态的增强。
本发明的简述本发明涉及用来治疗与认知力损害相关疾病的化合物、组合物和方法。在一个优选的实施方案中，本发明还涉及用来治疗与神经变性疾病例如阿尔茨海默病、记忆障碍和缺血/中风相关疾病的化合物、组合物和方法。治疗使得认知力改善/提高。在另一个实施方案中，本发明涉及改善/提高认知力的化合物、组合物和方法。
在另一方面，本发明涉及在活体内或活体外，联合应用甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂来改变或测试不同的分子级联反应，从而使得认知反应提高。在一个优选的实施方案中，碳酸酐酶活化剂是苯丙氨酸。在一个优选的实施方案中，甲基黄嘌呤选自茶碱和咖啡因。改善认知反应可运用于，例如阿尔茨海默病的治疗中。
本发明的另一方面涉及治疗和缺氧相关的疾病以及改善/提高受试者认知状态的方法，包括对受试者施用有效剂量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂联合组合物。在一个优选的实施方案中，所述碳酸酐酶活化剂是苯丙氨酸。在一个优选的实施方案中，所述甲基黄嘌呤选自茶碱和咖啡因。
所述发明的另外一个方面涉及一种改善/提高认知力的组合物，包括(i)有效剂量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂的联合；(ii)药学上有效的载体。在一个优选的实施方案中，所述碳酸酐酶活化剂是苯基丙氨酸。在一个优选的实施方案中，所述甲基黄嘌呤选自茶碱和咖啡因。在一个优选的实施方案中，所述组合物用来改善/提高和阿尔茨海默病或中风/缺血相关的认知力。在另外一个实施方案中，将所述联合药物施用于受试者或阿尔茨海默病或中风/缺氧的模型。
在本发明的一个实施方案中，甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂的联合应用可改善认知力。在一个优选的实施方案中，所述碳酸酐酶活化剂是苯丙氨酸。在一个优选的实施方案中，所述甲基黄嘌呤选自茶碱和咖啡因。在一个优选的实施方案中，所改善的认知力是记忆力。在另外一个实施方案中，所改善的认知力是学习能力。在另外一个实施方案中，所改善的认知力是注意力。
所述发明的另外一个实施方案是一种通过联合应用甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂改善认知力的方法。在本发明另外一个实施方案中，甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂联合应用于“正常”受试者。在本发明的另外一个实施方案中，甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂联合应用于饱受疾病、认知力恶化或认知障碍之苦的受试者。在一个优选的实施方案中，所述方法是治疗阿尔茨海默病认知退化的方法。在一个优选的实施方案中，所述碳酸酐酶活化剂是苯丙氨酸。在一个优选的实施方案中，所述甲基黄嘌呤选自茶碱和咖啡因。
在本发明一个优选的实施方案中，甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂联合制剂通过口服和/或注射形式给药，包括静脉内和心室内注射。在另外一个实施方案中，所述联合制剂可通过体育饮料或作为食物食品增补剂给药。在一个优选的实施方案中，所述碳酸酐酶活化剂是苯丙氨酸。在一个优选的实施方案中，所述甲基黄嘌呤选自茶碱和咖啡因。
因此，所述发明提供了治疗受试者记忆受损或学习疾病的方法，它包括对受试者施用治疗有效剂量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶活化剂。因此，所述化合物可应用于记忆缺陷或学习能力损害的临床疾病治疗中。通过这种方法，可改善记忆力和学习能力，从而受试者的健康状态得到改善。
本发明也特别适于给药，特别是口服给药，因为甲基黄嘌呤(茶碱)和碳酸酐酶活化剂联合制剂和特殊的血脑屏障转运蛋白(BBB)结合。在一个优选的实施方案中，所述转运体是苯丙氨酸BBB转运蛋白。
所述组合物和方法对于治疗以发生记忆受损害或学习疾病为主要特点或相关症状的临床疾病和病症是有用的。所述化合物可治疗的疾病包括阿尔茨海默病，多发性梗塞性痴呆症以及与或不与帕金森疾病相关的阿尔茨海默病Lewy体变型；克罗伊茨费尔特-雅各布病、Korsakow病、注意缺陷障碍伴多动、缺氧、缺血性中风、精神迟滞、普通的痴呆症以及“日落综合征”。
所述组合物和方法也可用来治疗记忆或学习能力的损害，它们是和年龄相关的，是电休克治疗的结果，由例如中风、麻醉意外、头部外伤、低血糖症、一氧化碳中毒、锂中毒或维生素缺乏引起的大脑损伤的结果。
本发明所述药物组合物和方法对于提高认知，预防和/或治疗认知疾病是有用的，其中认知疾病包括，但不局限于获取知识、记忆巩固和恢复的疾病，正如这里所描述的。
附图的简述

图1应用莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)范例阐明了受治疗大鼠改善的认知力，这是和对照(苯丙氨酸)以及单用茶碱治疗的大鼠相比。苯丙氨酸-茶碱(口服；50mg/kg苯丙氨酸+2mg/kg茶碱)或茶碱(2mg/kg)；以1小时的间隔给予2次剂量，第二次剂量的施用大约在第一试验日之前0.5小时；10只大鼠/组。
图2(a)和2(b)阐明了莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)每个四分之一区的游泳时间，分别是对照大鼠和用PhePheTheo处理过的大鼠。
图2(c)阐明了莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)的累积目标四分之一区比例。
优选实施方案的详述记忆丧失和学习能力爱损是许多临床疾病的特点。例如，记忆丧失是痴呆状态最普通的症状，包括阿尔茨海默病。记忆缺陷也发生于其它种类的痴呆症，例如多发性梗塞性痴呆症(MID)，由脑血管缺陷引起的老年性痴呆症，以及与或不与帕金森疾病相关的阿尔茨海默病Lewy体变型，或克罗伊茨费尔特-雅各布病。记忆丧失是大脑受损病人的一个普遍的特点。大脑损伤可发生于，例如典型的中风之后，或是麻醉意外、头部外伤、低血糖症、一氧化碳中毒、锂中毒或维生素(B1，硫胺素和B12)缺乏，或用酒精过量应用或Korsakow病的结果。而且记忆受损是年龄相关的；回忆信息例如名字、地点和单词的能力，似乎随着年龄的增长而下降。暂时性的记忆丧失可发生于在受严重抑郁症折磨的病人中，以及电休克治疗(ECT)后。阿尔茨海默病实际上是造成衰老人群进行性痴呆症最重要的临床实体，而缺氧/中风则造成和神经疾病不相关的明显记忆缺陷。
患有阿尔茨海默病个体的特征是进行性的记忆受损，语言和视觉空间技巧的丧失以及行为缺陷(McKhann等，1986，Neurology，34939-944)。患有阿尔茨海默病个体认知的受损是位于大脑皮层、海马、基底前脑和大脑其他部位中神经元细胞变性的结果。尸检获得的阿尔茨海默病大脑组织学分析表明在核周体、变性的神经原轴突、细胞外神经(老年)斑中以及淀粉样蛋白斑内部和受影响大脑区域的一些血管周围存在神经元纤维缠结。神经元纤维缠结是不正常的丝状结构，它包含螺旋状配对的纤维(直径大约为10nm)，所以也称为螺旋配对丝。神经斑位于变性的神经末梢(轴突和树突)，并包含一种淀粉样蛋白纤维芯核化合物。总而言之，某些神经病理特点包括主要包含细胞骨架蛋白质的细胞内神经原纤维缠结，和细胞外实质以及脑血管淀粉样蛋白斑，描述了阿尔茨海默病的特点。而且，现在本领域存在方法来区分阿尔茨海默病病人、正常老年人以及罹患其他神经变性疾病的病人，例如帕金森病、亨廷顿舞蹈病、韦-科二氏综合征或精神分裂症，例如在美国专利第5,580,748号和美国专利第6,080,582中描述的。
缺氧/缺血性中风对人类来说仍是一个最具破坏性的威胁，对于神经药理学家来说仍是一个挑战。由于记忆所涉及的神经结构，尤其是海马CA1锥形细胞，对缺氧和缺血具有高度的敏感性，因此在大脑缺氧/缺血、分流术或心脏病发作后记忆损害是常见的。行冠脉旁路移植术后的病人在出院时有超过1/2至3/4的病人出现认知下降，同样也见于慢性肺疾病或口咽异常的病人中。缺氧/缺血的结局主要包括三种形式功能破坏、细胞损伤以及通过坏死或细胞程序性死亡而产生的延迟细胞丢失，这依赖于发作的严重程度。
已经完全证实哺乳动物神经元的功能对于急性缺氧是敏感的。大脑是代谢十分活跃的器官，但它实际上没有O2的储备。如果大脑循环突然阻塞(缺血)，大脑只剩下大约0.2ml/100g的O2含量可在37℃下支持和维持细胞能量1-2分钟的和细胞内的能量存储。大脑缺氧/缺血的发生，是因为环境的限制、血流不足(脑血管出血、大脑肿瘤、血管阻塞或由于旁路手术心脏搏动停止)，呼吸障碍(气道阻塞、肺功能障碍或神经控制失败)或一些毒性物质的应用，导致了人类记忆缺失以及中至深度记忆丧失较高的发生率。在活体中和活体外，10分钟严重缺氧就会导致大脑组织不可逆的损害。然而，暂时性缺氧发作和逐渐记忆下降更相关。这在短暂的缺氧或连续发作后尤其是这样，它发生于神经变性疾病，例如AD或正常衰老过程中。而且，实验证明诱导性缺氧导致的突触中断破坏了大脑学习和记忆的能力。
因此，外在记忆功能选择性的缺陷和神经元丢失/损伤相关。虽然记忆的固化和处理不局限于海马，但是海马CA1锥形细胞是对缺氧/缺血损害最敏感的。存在于CA1锥形细胞中的海马GABA能抑制的主要调质是碳酸酐酶。在人类和其他物种中，包括大鼠，海马在与记忆相关的信息处理中具有广泛的作用，包括空间、说明性/关联性，以及情节类型的记忆。在哺乳动物中，海马是医学颞叶的主要部分，它调节环境背景和感觉刺激之间联系的学习。局限于海马的损伤导致认知工作的缺陷，尤其是空间学习和记忆。当动物处于它的环境中的特殊地点时，或它接受特殊的刺激或在特定地点实施特殊行为时激活的锥形海马神经元即“位置细胞”的存在，为海马在空间认知中的关键作用提供了额外的支持。在海马网络中的信号处理，包括θ节律从中隔转移至海马，是在释放GABA的中间神经元的严密控制之下进行的。阿尔茨海默病(AD)早期特点的记忆不正常涉及海马形成过程中多种神经递质的缺失。已经知道老化过程中突触刺的改变以及树突的丧失与大脑中碳酸酐酶的明显下降相关，这种下降在AD病人的大脑中更为明显。
缺氧明显降低了大鼠CA1区中胆碱能的θ活性，以及CA1锥形细胞中细胞内θ，这些都记录在海马切片中。研究提示缺氧释放腺苷，并对突触传导和细胞内信号级联反应产生抑制，后者牵涉在海马CA1θ活性的产生/维持中。这个可通过一些研究而获得支持，这些研究表明可通过阻断腺苷A1受体而阻止缺氧性突触中断，并且可通过腺苷A1受体拮抗剂DPCPX防止空间学习和海马CA1突触可塑性的功能损害。此外，已经证明阻断性腺苷A1受体可防止空间学习和记忆以及突触可塑性在对非损伤性缺氧发作作出反应时的损伤。
突触被认为是一个关键部位，通过该部位，与记忆相关的事件实现它们的功能性表达，无论这些事件是否涉及改变的基因表达和蛋白质翻译，改变的激酶活性或更改的信号级联。认知和突触的可塑性涉及已存在的突触运作的变化、新突触的生长以及涉及多种突触递质和信号分子的过程。一些蛋白质已经被认为与联想记忆有关，包括Ca2+调节蛋白II激酶，蛋白激酶C、calexcitin、22-kDa学习-相关的Ca2+结合蛋白，以及II型斯里兰卡肉桂碱受体。记忆被认为是和信息处理相关的大脑结构中持续突触改变的结果。Ca2+信号，由内质网膜(ER)和细胞膜控制，是诱导突触可塑性变化的关键因素。不仅仅神经活性控制存储在ER中的Ca2+量，而且Ca2+也可作为一种信使被释放而改变突触的功能、激酶的活性和蛋白质的合成。
在神经元中从细胞内存储有控制的Ca2+释放代表了一种重要机制，用于放大从神经元以外接受的Ca2+信号。这种细胞内释放对于产生刺激-特异的细胞溶质Ca2+信号时空图型(包括Ca2+波)也很重要，对于低频刺激的反应从长时程抑制切换到长时程突触加强也很重要。RyR使得内质网对[Ca2+]i在神经元中的增加起了放大作用。
对于信息编码和存储极为重要的碳酸酐酶的活性，至少部分是通过斯里兰卡肉桂碱咸受体(RyR)Ca2+的细胞内释放激活的。例如，RyR参与GABA-介导的突触切换。Ca2+对于碳酸酐酶的作用似乎是间接的。在人类骨髓单核细胞系中，碳酸酐酶II的合成由蛋白激酶C激活，这种作用被0.1μm星型孢菌素阻滞。激素同样通过cAMP调节碳酸酐酶的活性。因此，红细胞中肾上腺素和二丁酰-cAMP诱导的碳酸酐酶的活性增加可由茶碱增强，并且由cAMP依赖性的蛋白激酶的磷酸化作用激活碳酸酐酶。
碳酸酐酶在信号处理过程、长时程突触转换和记忆存储的注意力门控中起了极为重要的作用。人类中至少存在7种碳酸酐酶同工酶。碳酸酐酶的功能障碍损害了认知，并和精神延迟、阿尔茨海默病以及衰老相关。碳酸酐酶的药理学图像已被描绘出来，并且已经研发了特殊的激活剂。碳酸酐酶是一种含锌的酶，它催化了CO2水合和HCO3-脱水之间的可逆反应。近来的研究表明这种酶的激活提供了一种迅速和有效的在与记忆-相关神经结构中增加HCO3-浓度的机制。流经通过突触GABAA受体通道的HCO3-流量的增加改变了突触后神经元对于GABA的反应，从而改变了神经元对于各种信号输入的反应。通过这种方法，碳酸酐酶起到了控制信号通过神经网络转移的有效注意力门控作用。海马CA1神经元中碳酸酐酶活性的改变提供了一种在GABA释放突触运行状态之间切换的机制，因此门控了通过海马网络的信号转移。
因为在活性位点不含锌的碳酸酐酶是没有活性的，所以有可能含锌的蛋白质在和AD和衰老相关的痴呆中不能正常地起作用。人类碳酸酐酶II对于锌有高度的亲和力。即使浓度低于1μm，也足够诱导淀粉样沉淀，从而帮助锌从细胞内重新分布至细胞外。锌已显示诱导β-淀粉状蛋白(Aβ1)N-末端片段的直接聚集。Zn2+在AD斑中浓集至~1mM，Aβ与锌结合，并且沉淀在含高浓度锌的部位。海马包含了大脑中最高浓度的锌，AD中细胞内的锌浓度有下降。锌在Aβ初始形成中不可缺少的作用解释了为什么Aβ通常在海马中浓集，而不是均一地分布在整个大脑中。Aβ形成的减少降低了AD转基因小鼠的行为损伤，而铜-锌螯合剂有溶解Aβ并明显减少了其在AD转基因小鼠中的积聚。而且，即使功能性的锌缺乏确实对于AD的病理生理学有影响，碳酸酐酶也不是被影响的唯一蛋白质。
磺胺类型的碳酸酐酶抑制剂(例如托吡酯和乙酰唑胺)广泛的应用于各种疾病的治疗，例如青光眼、癫痫和胃十二指肠溃疡。人类碳酸酐酶II缺乏综合症的也表现为肾小管性酸中毒、骨硬化症和精神迟滞。碳酸酐酶的抑制降低和废除了海马中乙酰胆碱-介导的θ活性。因此，碳酸酐酶对于海马功能的重要抑制作用就是对于θ活性的抑制，后者是空间记忆所需的同步海马-活性节律。在清醒的动物中，CNS施用乙酰唑胺损害了空间学习能力，而不影响其他感觉和/或运动行为。单剂量的乙酰唑胺(一种特殊的碳酸酐酶抑制剂)降低了θ-波频率活性的大小，通过脑电图测定在快速动眼睡眠期间降低50％，碳酸酐酶的急性抑制损害了空间记忆。
碳酸酐酶激活剂为遗传性碳酸酐酶缺乏和记忆疾病的治疗提供了重要的工具。许多胺和氨基酸(例如多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、组胺、组氨酸、咪唑、苯丙氨酸或它们的衍生物(见WO 00/56760)和5-HT)是碳酸酐酶激活剂。碳酸酐酶激活剂促进了GABAA受体刺激兴奋和抑制作用之间的切换，这是由胆碱能和GABA能输入激活之间的短暂联系诱导的。甲基黄嘌呤(例如茶碱)和碳酸酐酶激活剂的联合显示出特殊分子级联的认知增强，反过来它们直接影响注意力。甲基黄嘌呤(例如茶碱)激活内质网膜的斯里兰卡肉桂碱受体。此外，A-1受体是被拮抗的。
CNS施用碳酸酐酶激活剂(例如咪唑或苯丙氨酸)明显提高了大鼠学习水迷宫任务并从记忆回想起迷宫的能力。本发明者已经发现碳酸酐酶的激活作用在和甲基黄嘌呤联合时得到增强，和茶碱联合特别有用。碳酸酐酶的进一步讨论可见于碳酸酐酶门控注意力记忆治疗和提高；Sun，Miao-Kun and Alkon，Daniel L，Trends inPharmacological Sciences，Vol.23 No.2，pp.83-89(2002，2)，这里完整包含进来作参考。这些通过网络中相关信号注意力门控的空间学习作用，对于乙酰唑胺是敏感的。而且，已经发现在空间水迷宫任务中训练的大鼠增加了海马中斯里兰卡肉桂碱受体(RyR2)的表达。
记忆和学习损伤的区域在动物模型中是丰富的，这能够表现记忆和学习过程的不同特点。(见例如Hollister，L.E.，1990，Pharmacopsychiat.，23，(Suppl II)33-36)。可应用的记忆丧失和学习损伤的动物模型包括测定动物回忆独立事件的能力。这些测试包括莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)和被动回避过程。在莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)中，使动物在被分为四个四之一区的水箱中游泳，其中只有一个区在水下有安全平台。撤走所述平台，测试动物多久可以找到正确的区和不正确的区。在被动回避过程中，所述动物回想出不同的环境，在其中输入适度的电刺激，并在第二次规避它。多种被动回避方法利用了啮齿类动物偏爱黑的封闭环境，而不是亮的开放环境。进一步讨论可见于Crawley，J.N.，1981，Pharmacol.Biochem.Behav.，15，695-699；Costall，B.等，1987，Neuropharmacol.，26，195-200；Costall，B.等，1989，Pharmacol.Biochem.Behav 32777-785；Barnes，J.M.等，1989，Br.J.Pharmacol.，98(Suppl)693P；Barnes，J.M.等，1990，Pharmacol.Biochem.Behav.，35，955-962。
其他数据提示缺氧以及通常由缺氧产生的损害可通过联合施用甲基黄嘌呤(例如茶碱)和碳酸酐酶激活剂加以预防，这表明这种联合提供了一种神经保护作用。在一个优选的实施方案中，所述碳酸酐酶激活剂是苯丙氨酸。结果，本发明也可以用来治疗各种疾病，包括但不局限于AD、普通痴呆症、精神迟滞、“日落”综合症、暂时性缺血和中风。
甲基黄嘌呤(例如茶碱)经常用来治疗哮喘疾病。甲基黄嘌呤(例如茶碱)也已知可竞争性地抑制磷酸二酯酶即降解cAMP的酶。有人建议增加cAMP的浓度来调节观察到的支气管扩张。其他推荐的作用机制包括抑制细胞内钙的释放以及支气管收缩剂腺苷的竞争性拮抗作用。单独应用茶碱已提供了大量关于茶碱对于认知作用的研究，并通常被发现是不显著。(见例如Weldon等，Theophylline effects oncognition，behavior，and learning，Arch.Pediatr.Adol-esc.Med.，149(1)90-3(1995)，Newman等，Physiological and neuropsychological effects oftheophylline in chronic obstructive pulmonary disease，Isr.J.Med.Sci.，30(11)811-6(1994)；Stein等，Behavioral and cognitive effect of theophyll-inea dose-response study，Ann.Allergy，70(2)135-40(1993)；Gil等，Study ofthe effects of treatment with theophylline on cognitive process andbehaviour of children with bronchial asthma，Allergol Immunopathol.21(5)204-06(1993)Fitzpatrick等，Effect of therapeutic theophylline levels onthe sleep quality and daytime cognitive performance or normal subjects，Am.Rev.Respir.Dis.，145(6)1355-58(1992)。
名词“正常”的应用意味着包括那些还没有被诊断出具有或目前没有表现为认知功能降低或受损的个体。可通过本领域已制订的熟知的方法测试和评价不同的认知能力，包括但不局限于从基础空间运动技能到更复杂的记忆回想测试。用于测试非灵长类动物认知能力的非限制性实例包括莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)、径向迷宫(Radial Maze)、T迷宫(T Maze)、眨眼条件反射(Eye BlinkConditioning)、延迟的回忆(Delayed Recall)和暗示的回忆(Cued Recall)，然而对于灵长类受试者测试来说，包括眨眼(Eye Blink)、延迟的回忆(Delayed Recall)、暗示的回忆(Cued Recall)、单貌辨识(Face Recognition)、小型智力(Minimental)和ADAS-Cog。许多这些测试典型的用于AD病人精神状态的评价中。相似的，文献中也很好描述了为了相似目的而对动物模型作的评价。
本发明的化合物可通过许多途径施用，并可以多种剂型，包括口服、直肠、胃肠外(例如皮下、肌肉内和静脉内)，硬膜外、鞘内、关节内、局部和粘膜给药。成人的剂量范围依赖于许多因素，包括年龄、体重和病人的状况以及给药途径。
对于口服给药来说，包含稀释、悬浮和/或表面活性剂的细粉末或颗粒可以加到饮剂、水或糖浆中，以干燥状态加至胶囊或香袋中，加到包括悬浮剂的非水悬浮液中，或加在水或糖浆的悬浮液中。如果需要，可包含调味剂、防腐剂、悬浮剂、增稠剂或乳化剂。
混合包含的其他化合物可以是，例如医学上惰性的成分，例如固体和液体稀释剂，例如乳糖、葡萄糖、蔗糖、纤维素、淀粉或磷酸钙片剂或胶囊、橄榄油或油酸乙酯软胶囊以及水或植物油悬浮液或乳化剂；润滑剂例如硅石、滑石、硬脂酸、硬脂酸镁或钙和/或聚乙二醇；胶凝剂例如胶质粘土；增稠剂例如黄蓍胶或藻酸钠，粘合剂例如淀粉、阿拉伯胶、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素或聚乙烯基吡咯烷酮；崩解剂例如淀粉、褐藻酸、藻酸盐或羟基乙酸淀粉钠；泡腾混合物；染料；甜剂；湿剂例如卵磷脂、聚山梨醇酯或十二烷基硫酸盐；以及其他治疗可接受的补充成分，例如湿润剂、防腐剂、缓冲液和抗氧化剂，已知它们是这些制剂的添加剂。
口服的液态分散液可以是糖浆、乳剂或悬浮液。所述糖浆可包含作为载体的，例如蔗糖或带有甘油和/或甘露醇和/或山梨糖醇的蔗糖。糖尿病人的特殊糖浆中可仅仅包含作为载体的产物，例如山梨糖醇，其不代谢为葡萄糖或仅少量代谢为葡萄糖。所述悬浮液和乳剂可包含一种载体，例如天然胶、琼脂、藻酸钠、果胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素或聚乙烯醇。
肌肉内注射的悬浮液或溶液可包含与活性化合物一起的药学上可接受的载体，例如无菌水、橄榄油、油酸乙酯、二醇例如丙二醇，如果需要，可包含合适剂量的盐酸利多卡因。静脉注射或输注的溶液可包含一种载体，例如无菌水，通常是注射用水。然而，优选的它们的形式可以是无菌、水性、等渗盐溶液。作为选择，所述化合物可以装入脂质体中。所述化合物也可利用其他已知的活性剂输入系统。
所述化合物也可以不含其他添加剂的纯净形式给药，其中胶囊、香粉或片剂是优选的剂型。
分散单位中的片剂和其他形式的表现形式方便的包含一种每日剂量或合适比例的一种所述化合物。例如，单位可包含5-500mg，但更通常的是包含10mg-250mg一种所述化合物。
通常，本领域普通的技术人员，依赖个人的知识和这项申请的揭示行事，他能确定这些药物各自的量以及实现这里所述方法必须施用给受试者的所述化合物的量。如果两种或多种药物联合，“药物有效量”指的是联合的每一种药物的量，它们能有效的诱导产生理想的生物学或医学反应。例如，包含甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂组合物的药物有效剂量是指甲基黄嘌呤的量和碳酸酐酶激活剂的量当算在一起时，有药物联合作用的量。根据本发明的治疗方法，所述联合的单个成分可在治疗期间不同时间分别给药，或以分开或单个联合的形式同时给药。本发明因此被理解为包含所有相同或可供选择的治疗方法，名词“给药”也被相应的解释。
可以明白，本发明组合物的药物活性可应用标准药物模型来证明，它在本领域是已知的。而且，应该明白本发明的组合物可包含或以胶囊的形式装入合适的聚合物基质或膜中，用于位点-特异的传输，或用特殊目标试剂使之能够影响位点特殊传输。这些技术，和其他药物输入技术一样在本领域是熟知的。
这里所有的书、文章或专利参考书目都包含进来作参考，并和所揭示的不完全一致。所述发明将通过实例来描述，它们是为了阐述而不是限制所述发明的范围。
实例水-迷宫在将大鼠用于莫里斯水速宫方案(Morris Water Maze paradigm)1.5和0.5小时之前，通过施用苯丙氨酸(50mg/kg)加茶碱测试甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂的联合。在连续试验中测定逃跑潜伏期的减少评价了认知能力，尤其是学习能力。通过测定在上次试验后一天在合适的四分之一区花费的时间来评估记忆力和保持力。用茶碱和碳酸酐酶激活剂，苯丙氨酸，联合处理的大鼠和单独接受苯丙氨酸或茶碱的大鼠相比，表现出更快的学习曲线和提高的保持力(见图1)。用茶碱和苯丙氨酸联合处理的大鼠表现出图2(a)和2(b)分别阐明了对照大鼠和用PhePheTheo处理大鼠，在莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)每个四分之一区中的游泳时间。处理过的大鼠花费在目标四分之一区中的累积时间量和对照相比，对于莫里斯水迷宫(Morris Water Maze)显示出明显的增加(见图2(c))。所述结果不仅表明处理过的大鼠学习能力得到改善，并证明其回忆能力也得到改善。
权利要求
1.一种提高认知能力的方法，包括对受试者施用在药学上合适的载体中的有效量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂的联合，从而提高所述受试者的认知能力。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述碳酸酐酶激活剂是苯丙氨酸、咪唑、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、组胺、组氨酸或5-HT。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述碳酸酐酶激活剂是苯丙氨酸。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述甲基黄嘌呤是茶碱或咖啡因。
5.如权利要求1所述的方法，其中被提高的认知能力是学习能力、记忆力或注意力。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者是人类。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者是非人类。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述联合的有效量是治疗神经疾病或病症的认知损伤的量。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述神经疾病是阿尔茨海默病、注意力缺陷障碍伴多动症、“日落”综合征、缺氧、缺血性中风、精神迟滞、中风、普通的痴呆症、多发性梗塞性痴呆以及与或不与帕金森疾病相关的阿尔茨海默病Lewy体变型，克罗伊茨费尔特-雅各布病或Korsakow病。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述疾病是年龄相关的，是电休克治疗的结果，或大脑损伤的结果。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述大脑损伤的诱因是中风、麻醉意外、头部外伤、低血糖症、一氧化碳中毒、锂中毒或维生素缺乏。
12.一种治疗阿尔茨海默病病人的方法，包括对所述受试者施用药物有效量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶抑制剂的联合。
13.一种治疗阿尔茨海默病病人的方法，包括对所述受试者施用药物有效量的茶碱和苯丙氨酸的联合。
14.一种提高受试者认知能力的方法，包括对所述受试者施用药物有效量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂的联合。
15.一种提高受试者认知能力的方法，包括对所述受试者施用药物有效量的茶碱和苯丙氨酸的联合。
16.一种治疗缺氧的方法，包括对所述受试者施用药物有效量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂的联合。
17.一种治疗缺氧的方法，包括对所述受试者施用药物有效量的茶碱和苯丙氨酸的联合。
18.一种为遭受缺氧事件的细胞提供神经保护作用的方法，包括对需要这种作用的受试者施用药物有效量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂的联合。
19.一种为遭受缺氧事件的细胞提供神经保护作用的方法，包括对需要这种作用的受试者施用药物有效量的茶碱和苯丙氨酸的联合。
20.一种组合物，包含有效提高认知能力量的甲基黄嘌呤和碳酸酐酶激活剂的联合，以及一种药学上有效的载体。
21.如权利要求20所述的组合物，其中所述碳酸酐酶激活剂是苯丙氨酸、咪唑、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、组胺、组氨酸或5-HT。
22.如权利要求20所述的组合物，其中所述甲基黄嘌呤是茶碱或咖啡因。
全文摘要
本发明涉及甲基黄嘌呤和碳脱水酶活化剂联合提供的协同作用。本发明进一步涉及个体改善/增加的认知能力，尤其是那些罹患各种疾病，例如阿尔茨海默病、中风、缺氧、普通的痴呆、ADHD、智力迟缓以及“日没”综合征的。
文档编号A61K31/417GK1652791SQ03810303
公开日2005年8月10日 申请日期2003年3月7日 优先权日2002年3月7日
发明者D·L·阿尔康, M·－K·孙 申请人:布朗歇特洛克菲勒神经科学研究所