双环杂环化合物及其治疗用图
【专利说明】双环杂环化合物及其治疗用途 发明领域
[0001] 本发明涉及新型双环杂环化合物、涉及包含所述化合物的药物组合物并且涉及所 述化合物在治疗疾病例如癌症中的用途。
[0002] 发明背景
[0003] IAP家族
[0004] 细胞凋亡（IAP)蛋白抑制剂家族包括8个成员，即XIAP、cIAPl、cIAP2、NAIP、ILP2、 ML-IAP、生存素以及BRUCE(也称为apolIon)。IAP家族的成员已显示通过它们直接抑制凋 亡酶的半胱天冬酶家族成员的能力来抑制程序性细胞死亡，尽管所有8个成员的准确作用 还未充分定义。所有IAP家族成员的常见结构特征为~70个氨基酸锌结合折叠，也称为杆 状病毒IAP重复（BIR)结构域，它存在于一个到三个副本中。
[0005] 在IAP与其它蛋白质之间的很多相互作用通过BIR结构域上的表面沟进行介导。 BIR结构域可以通过其肽结合特异性进行分类。存在三种类型的BIR结构域；第III型结 构域（能够结合对于第三（P3)位置的脯氨酸具有特异性的半胱天冬酶（和半胱天冬酶 样）肽（例如，XIAPBIR3)，第II型结构域（类似于第III型结构域，但是缺少脯氨酸要 求，例如XIAPBIR2)，以及第I型结构域（不会结合半胱天冬酶或类似肽，例如XIAPBIR1) (Eckelman等CellDeathandDifferentiation2008;15:920-928)。BIR为小的（~70 个氨基酸）Zn-配位结构域和使用其N-末端与BIR结构域沟相互作用的多种蛋白质。BIR 拮抗剂防止半胱天冬酶结合BIR并且因此引起半胱天冬酶活性增加，从而诱导IAP的自动 泛素化和蛋白酶体降解。
[0006] IAP在很多癌症中过度表达，所述癌症包括肾癌、黑素瘤、结肠癌、肺癌、乳腺癌、卵 巢癌以及前列腺癌（Tamm等，Clin.CancerResearch2000 ;6(5) :1796_803)，并且已经涉 及肿瘤生长、发病机理以及对化学疗法和辐射疗法的抗性（Tamm2000)。
[0007] XIAP
[0008] XIAP是具有三个BIR结构域的57kDa蛋白质，第二和第三BIR结构域结合半胱 天冬酶和RING-型锌指结构（E3连接酶）。XIAP结合除半胱天冬酶之外的若干种蛋白 质，包括连接底物如TAK1和辅因子TAB1、涉及铜体内平衡的MURR1 (Burstein等，EMB0 2004;23 :244-254)、内源性抑制剂如半胱天冬酶的第二线粒体来源的活化剂（SMAC)以 及功能不太清楚的那些蛋白质例如MAGE-D1、NRAGE(Jordan等，J.Biol.Chem. 2001 ;276 : 39985-39989)〇
[0009] BIR3结构域结合并抑制半胱天冬酶-9,所述半胱天冬酶为在半胱天冬酶活化的 线粒体路径中的顶端半胱天冬酶。在BIR3结构域表面上的沟与半胱天冬酶-9的小亚基 的N-末端相互作用，从而以具有弱催化部位的失活单体形式锁定半胱天冬酶-9(Shiozaki 等，Mol.Cell2003;11:519-527)。
[0010] 除半胱天冬酶结合之外，XIAP还通过其它机制抑制细胞凋亡。XIAP与TAK1激酶 及其辅因子TAB1形成复合物，所述复合物引起JNK和MAPK信号转导通路的活化，进而引 起NFkB的活化（Sanna等，MolCellBiol2002;22:1754-1766)。XIAP还活化NFkB，这 通过促进NFk:B易位到核并且降解Ik:B来进行（Hofer-Warbinek等，J.Biol.Chem. 2000 ; 275 :22064-22068,Levkau等，Circ.Res. 2001 ;88 :282-290) 〇
[0011] 用XIAP转染的细胞能够响应于多种细胞凋亡刺激来阻断程序性细胞死亡 (Duckett等，EMB0 1996 ; 15 :2685_2694，Duckett等，MCB1998 ; 18 :608_615，Bratton、 Lewis、Butterworth、Duckett以及Cohen，CellDeathandDifferentiation2002 ；9 ： 881-892)〇
[0012] XIAP在所有正常组织中普遍表达，但是它在很多急性和慢性白血病、前列腺、肺、 肾以及其它形式的肿瘤中病理地升高（Byrd等，2002 ;Ferreira等，2001 ;Hofmann等， 2002;Krajewska等，2003 ;Schi_er等，2003;Tamm等，2000)。在新型急性髓性白血病 (AML)中，XIAP表达与髓单核细胞法国-美国-英国（FAB)亚型M4/M5(P< 0. 05)和单核 细胞标记在AML母细胞中的表达相关联。此外，发现XIAP在正常单核细胞中过度表达，但 是在粒细胞中不能检测。在AML中，XIAP显著低于具有有利的细胞遗传学而不是中等或不 良细胞遗传学的患者（n= 74;P< 0? 05)(Tamm等，Hematol.J. 2004 ;5 (6) :489-95)。
[0013] 过度表达赋予细胞对多重药剂疗法的抗性并且与疾病中的不良临床结果相关，所 述疾病包括AML、肾癌、黑素瘤（Tamm等，Clin.CancerResearch2000;6:1796-1803)以及 肺癌（Hofmann等，J.CancerRes.Clin.Oncology2002 ;128(10) :554_60)。
[0014] XIAP通过翻译起始的帽独立机制进行反应，所述机制通过位于其5'未翻译区域 的独特内部核糖体进入位点（IRES)序列元件进行介导。当大部分细胞蛋白合成受到抑制 时，这允许XIAPmRNA在细胞应激条件期间活跃地翻译。响应于应激的XIAP翻译上调增加 了对辐射诱导的细胞死亡的抗性（Holcik等，Oncogene2000 ; 19 :4174-4177)。
[0015] XIAP抑制已通过若干种技术（包括RNA沉默、基因敲除、肽配位体模拟物以及小 分子拮抗剂）进行体外研宄，并且已显示作为单一疗法促进细胞凋亡并且使很多肿瘤类型 对化学疗法敏感，包括膀胱（Kunze等，2008 ;28(4B) :2259-63)。XIAP敲除小鼠以预期的孟 德尔频率出生，它们没有明显的身体或组织缺陷并且具有正常寿命（Harlin等，Mol.Cell Biol.2001 ;21(10) :3604-3608)。这表明缺乏XIAP活性在正常组织中是无毒性的并且显 示对肿瘤细胞的治疗窗。另外的研宄已显示XIAP为1型细胞和2型细胞（包括肝细胞） 的细胞凋亡之间的关键性鉴别器并且因此应小心地用于患有潜在肝病状的患者（Jost等， Nature，2009,460,1035-1041)。应注意，cIAPl和cIAP2水平在XIAP敲除小鼠中上调并且 可以通过代偿机制防止病理学，这表明对于功能性敲除可需要pan-抑制。类似地，cIAPl和 cIAP2 敲除小鼠也为无症状的（Conze等，Mol.Biol.Cell2005;25(8) :3348-56)。虽然缺 乏任一种IAP在小鼠中不会产生明显的表型，cIAPl和cIAP2或者XIAP的缺失导致中期胚 胎死亡（Moulin，EMB0J.，2012)。
[0016] 内源性IAP拮抗剂如SMAC已用于验证此家族成员作为治疗剂的靶标。SMAC肽化学 敏感性肿瘤细胞和与在异种移植物中的铂和肿瘤坏死因子a-相关的细胞凋亡诱导配体 (TRAIL)导致肿瘤生长延迟（Fulda等，Nat.Med. 2002 ;808-815 ;Yang等，CancerRes. 2003 ; 63 ：831-837)〇
[0017] 天然产物信筒子醌（embellin)被确定结合在对天然SMAC肽具有类似亲和力的 XIAP的BIR3结构域的表面沟处。信筒子醌在体外细胞系中诱导细胞凋亡并且在异种移植 物中引起肿瘤生长延迟（Nikolovska-Coleska等，J.Med.Chem.2004;47(10) :2430_2440; Chitra等，Chemotherapy1994 ;40 :109-113) 〇
[0018]XIAP反义寡核苷酸已发展为硬瘤和血液学恶性肿瘤的治疗剂。在体外这些反义 寡核苷酸已显示将蛋白质表达水平降低~70%，体内诱导细胞凋亡和对化学疗法敏感的细 胞以及肿瘤生长延迟。已在临床试验中研宄这些药剂之一AEG351156 (Hu等，Clin.Cancer Res. 2003 ;9 :2826_2836;Cummings等，Br.J.Cancer2005 ;92 :532_538) 〇 [0019] 发展的XIAP的一些小分子拮抗剂包括模拟肽以及合成药剂。模拟肽靶向BIR3 结构域，模拟结合XIAP的半胱天冬酶-9的SMAC分解，它们已显示在多种肿瘤细胞系中 作为单一药剂以及化疗增敏剂诱导细胞凋亡并且进一步进行临床研宄（Oost等，J.Med. Chem. 2004 ;47 :4417-4426;Sun等，Bioorg.Med.Chem.Lett. 2005 ; 15 :793-797) 〇
[0020] BIR3和BIR2结构域的合成小分子拮抗剂还在若干种不同模型中表现抗肿瘤活 性，包括通过针对三分之一NCI60细胞系板的膜联蛋白-V染色和IC50 < 10yM来诱导细 胞凋亡。XIAP拮抗剂还在5分之5的慢性淋巴细胞白血病细胞系和5分之4的急性髓系 白血病细胞系中诱导原代培养的白血病细胞的剂量依赖性细胞死亡（Schimmer等，Cancer Cell2004;5:25-35;Berezovskaya等，CancerRes. 2005 ;65 (6) :2378_86)〇
[0021] 在肿瘤细胞系中高水平的XIAP蛋白与对一些抗肿瘤药物，具体地为阿糖孢苷和 其它核苷的敏感性反向相关（Tamm等，Clin.CancerResearch2000;6:1796-1803)。XIAP 抑制在胰腺癌体内的两个临床前模型中加强TRAIL-诱导的抗肿瘤活性（Vogler2008)。基 因表达和转染研宄表明，增加的细胞凋亡抑制基因XIAP的表达在失巢凋亡抗性中并且在 循环的人前列腺癌细胞的存活中起到重要作用，从而促进转移。发现小分子拮抗剂在这些 模型中是抗转移的（Berezovskaya等，CancerRes. 2005 ;65 (6) :2378_86)〇
[0022] 还发现XIAP涉及与癌症和其它疾病相关的其它路径并且这些还得益于XIAP靶向 剂。XIAP的RING指结构域的E3连接酶活性能够结合TAB1和上游BMP受体（1型）二者， 这