CN103536594A

CN103536594A - G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤药物中的用途

Info

Publication number: CN103536594A
Application number: CN201310494897.3A
Authority: CN
Inventors: 潘柯; 刘江华
Original assignee: Jiangsu Ya Hong Pharmaceutical Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Ya Hong Pharmaceutical Technology Co Ltd
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明提供了G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤药物中的用途，所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为阿立哌唑（Aripiprazole）、阿替加奈（Aptiganel）或卡维地洛（Carvedilol）。本发明的技术效果在于通过实验证实了G蛋白偶联受体拮抗剂中的阿立哌唑（Aripiprazole）、阿替加奈（Aptiganel）或卡维地洛（Carvedilol）能够在谷氨酸受体高表达的人肿瘤细胞中表现出优于利鲁唑的抗肿瘤活性。

Description

G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤药物中的用途

技术领域

本发明涉及一种G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤药物中的用途，属于生物医药技术领域。

背景技术

G蛋白偶联受体（GPCRs）为一类细胞表面信号蛋白超家族，是细胞表面蛋白里最大的一个家族，在胞外信号向胞内转导过程中起到重要的作用，调控着细胞运动、生长和基因转录——这三个癌症生物学中至关重要的因素。GPCRs包含由交替连接的胞外环（Els）和胞内环（ILs）组成的七次跨膜α－螺旋（TMs），以及N端胞外段和C端胞内段。过去的十几年中，GPCRs介导的信号通路已经被证明是原癌基因信号的关键调控者。GPCRs独特的结构特征和在信号转导中的重要作用决定了其可以作为很好的药物靶点。GPCRs特异性的激动剂及阻断剂具有良好的药物开发前景。目前市场上超过一半的药物均是以GPCRs为靶点的^[1]。

谷氨酸(glutamate，Glu)是一种酸性氨基酸，在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。谷氨酸具有双重身份：作为酸性氨基酸参与代谢和作为兴奋性神经递质参与信息传递。谷氨酸是兴奋性氨基酸类神经递质，主要分布在中枢神经***。大量神经突触是以谷氨酸为递质发挥神经调节作用。

谷氨酸所介导的信号通路，均是与其相结合的受体配合完成的。大量的谷氨酸受体在信号传导过程中担当着重要角色。根据谷氨酸与配体结合后效应的不同，谷氨酸受体(glutamate receptors)可分为两种类型：一类为离子型受体，包括：N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）、海人藻酸受体(KAR)和α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑受体（AMPAR）。它们与离子通道偶联，形成受体通道复合物，介导快信号传递；另一类属于代谢型受体(mGluRs)，它与膜内G-蛋白偶联，这些受体被激活后通过G-蛋白效应酶、脑内第二信使等组成的信号转导***起作用，产生较缓慢的生理反应。

离子型谷氨酸受体（ionotropic glutamate receptors，iGluRs）包括:

(1)NMDA受体（NRs）：通过该受体本身、其共轭的离子通道及调节部位3者形成的复合体而发挥功能，对Ca²⁺离子高度通透。每个NMDA受体上含有两个谷氨酸和两个甘氨酸结合识别位点，谷氨酸和甘氨酸均是受体的特异性激活剂。到目前为止已克隆出5个亚基，NMDAR1、NMDAR2(A-D)。NMDA受体不仅在神经***发育过程中发挥重要的生理作用，如调节神经元的存活，调节神经元的树突、轴突结构发育及参与突触可塑性的形成等；而且对神经元回路的形成亦起着关键的作用，是学习和记忆过程中一类至关重要的受体。NMDA受体拮抗剂对脑损伤后神经功能的恢复、帕金森病、老年痴呆症、多发性硬化症、癫痫等多种疾病具有治疗作用。

（2）KA/AMPA受体：它们也是受配基调控的离子通道，对Na⁺、K⁺离子有通透性。研究证明，一些受体亚型对Ca²⁺离子也有通透性。AMPA家族包括4个结构极为相似的亚基GLUR1-4，各亚基的氨基酸序列的同源性高达70%。AMPA、L-谷氨酸及KA均可激活这类离子通道，并有AMPA的高亲和力结合位点。AMPA受体主要在中枢神经***的信号传导、神经发育以及突触的可塑性等方面有重要的作用。

在大鼠中通过分子克隆技术，已发现5种KA受体亚型（GLUR5-7、KA-1、KA-2）。利用逆转录PCR及膜片钳技术揭示：KA受体是由同类的不同亚基组成的异质组合体。亚基的组成对受体的功能和特性影响特别大，因为异质的KA复合物中出现编辑的GLUR5或GLUR6会阻碍Ca²⁺离子的通透性。细胞可能通过RNA编辑改变结构，达到调控通道的Ca²⁺离子流量。KA受体广泛分布于中枢和外周神经***内，不仅存在于突触前膜调节神经递质的释放，而且存在于突触后膜在突触传递中发挥作用；此外，KA受体有望成为研发抗癫痫和镇痛药物的新的靶目标。

代谢型谷氨酸受体(metabotropic glutamate receptors，mGluRs)属于G蛋白偶联受体超级家族中的一员。它被配体激活后，通过G蛋白与细胞内的第二信使发挥作用。根据其氨基酸序列的同源性、药理学特性及其所偶联的细胞内第二信使的不同，mGluRs可分为3组：①I组(Group I)：mGluR1和mGluR5，与磷脂酶C(PLC)偶联，PLC被激活后促使磷脂酰肌醇(PI)水解生成三磷酸肌醇(IP₃)和二酰基甘油(DAG)，使细胞内钙库释放Ca²⁺离子，并激活蛋白激酶C(PKC)，在MAPK通路的介导下改变一些参与神经前体细胞增殖调节的基因的表达，也可产生细胞内钙振荡，参与细胞生长和增殖。其选择性激动剂是3,5-二羟基苯甘氨酸（DHPG）。②II组(GroupII)：mGluR2和mGluR3与腺苷酸环化酶(AC)偶联，对激动剂LCCG-I和二碳酸环氧丙基甘氨酸(dicarboxycyclopropyl glycine,DCG-IV)有高亲和力。③III组(GroupIII)：mGluR4、mGluR6、mGluR7和mGluR8，也与腺苷酸环化酶(AC)偶联，对激动剂L-2-氨基-4-膦酰基丁酸(L-AP4)有高亲和力。II组和III组mGluRs激活后，抑制AC的活性，使cAMP生成减少，还可抑制电压依赖性钙通道(VOCC)的活性。苯甘氨酸的许多衍生物，如4C3HPG、4CPG等是第Ⅰ组mG1uRs特异性强的拮抗剂，4C3HPG对阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症、精神***症、癫痫及锥体外系疾病的治疗，减轻脑缺血后的脑梗塞灶等慢性疾病及神经保护方面都有较好的效果。第Ⅱ组mG1uRs的拮抗剂有MCCG和MCPG,MPPG为第Ⅲ组mG1uRs的拮抗剂。

近期相关试验研究结果表明^[2]，离子型和代谢型谷氨酸受体各亚单位在人类横纹肌肉瘤/成神经管细胞瘤(TE671)、神经母细胞瘤(SK-NA-S),甲状腺癌(FTC238)、肺癌(SK-LU-1)、星形细胞瘤(MOGGCCM)、多发性骨髓瘤(RPMI8226)、神经胶质瘤(U87-MG和U343)、肺癌(A549)、结肠腺癌(HT29)、T细胞白血病细胞(JurkatE6.1)、乳腺癌(T47D)和结肠腺癌(LS180)等多种人类肿瘤细胞株中均有不同水平的表达。探索谷氨酸受体与癌细胞的生长、迁移等生命活动的关系，并开发相关的拮抗剂用于治疗癌症是一个十分有意义的工作。

Wojciech和Rzeski等研究发现^[3]，谷氨酸受体拮抗剂能够抑制人类肿瘤细胞的增殖。NMDA拮抗剂dizocilpine能抑制结肠腺癌、星形细胞瘤、乳腺癌和肺癌细胞的增殖。AMPA拮抗剂GYKI52466能抑制乳腺癌、肺癌、结肠癌腺癌和神经母细胞瘤细胞的增殖。谷氨酸受体拮抗剂抗肿瘤细胞增殖作用机制可能是由于调控Ca²⁺离子通道引起降低细胞***和增加细胞死亡。此外,谷氨酸受体拮抗剂可以降低肿瘤的能动性和浸润性细胞的生长。

利鲁唑（riluzole）属苯噻唑类化合物，是一种新型的谷氨酸受体拮抗剂。研究报道表明它具有神经保护、抗惊厥、镇静、抗抑郁等药理作用。其作用机制主要有3种：①抑制谷氨酸释放，②抑制兴奋性氨基酸受体受刺激后的反应(阻断兴奋性氨基酸受体)，③稳定电压依赖型钠通道的非激活状态(抑制神经末梢和神经元细胞体上的电压依赖型钠通道)。尽管利鲁唑不直接与谷氨酸受体结合，但其通过抑制谷氨酸释放来抑制谷氨酸受体的信号传导功能，因此利鲁唑是一种功能性谷氨酸受体拮抗剂。DanaYip^[4]等研究显示用利鲁唑来降低谷氨酸释放、从而阻断谷氨酸受体可以阻碍***原活化蛋白激酶信号通路和磷脂酰肌醇3激酶/AKT通路，并且抑制黑色素瘤细胞的代谢活动，抑制黑色素瘤的生长。在一个小型的（12个患者）的转化医学临床实验中，利鲁唑治疗晚期黑色素瘤患者表现出一定的抗肿瘤活性（DanaYip,MaithaoN.Le,JosephL.-K.Chan,etal.ClinCancerRes2009;15:3896-3902）。但在随后开展的一个二期临床实验中，12位患者在服用利鲁唑后有5位患者的肿瘤没有继续进展或恶化，但没有一例患者出现肿瘤缩小或消失得现象（J.M.Mehnert,Y.Wen,J.H.Lee,etal.JClinOncol29:2011;supplements;abstract8557)。这些结果提示代谢型谷氨酸受体异位表达可能是人黑色素瘤发病机制中的重要因素，调节、阻断这种通路可能是一种有效的治疗手段。利鲁唑的抗肿瘤活性还不够强，活性更强的谷氨酸受体拮抗剂可能在临床中显示更好的治疗效果。

因此，我们挑选一批谷氨酸受体的功能性拮抗剂，筛选其对谷氨酸受体高表达的肿瘤细胞的抗肿瘤活性，并选择具有相同作用机制的利鲁唑作为对照药，希望可以发现抗肿瘤活性更高的药物。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤药物中的用途。

本发明提供了G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤的药物中的用途，所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为阿立哌唑（Aripiprazole）、阿替加奈（Aptiganel）或卡维地洛（Carvedilol）。

优选地，

所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为阿立哌唑（Aripiprazole）。

所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为卡维地洛（Carvedilol）。

本发明的技术效果在于通过实验证实了G蛋白偶联受体拮抗剂中的阿立哌唑（Aripiprazole）、阿替加奈（Aptiganel）或卡维地洛（Carvedilol）在谷氨酸受体高表达的人肿瘤细胞中表现出优于利鲁唑的抗肿瘤活性。

具体实施方式

实施例1

选择48个谷氨酸受体功能性拮抗剂，其名称和标号如下表：

分别筛选其在对谷氨酸受体高表达的人体肿瘤瘤株（786-0肾透明细胞腺癌、BT-549乳腺管癌细胞、A2058人黑色素瘤细胞和MDA-MB-231人乳腺癌细胞）中的抗肿瘤活性，筛选出的这三种化合物，在低浓度下（如10μM），也具有抑瘤率高，初步筛选试验结果见表1。

表148个谷氨酸受体功能性拮抗剂体外抗肿瘤筛选试验结果

初步筛选试验结果表明，阿立哌唑(APL-0816)、阿替加奈(APL-1039)、卡维地洛(APL-1047)三个化合物以及对照药利鲁唑(APL-1001)对BT-549乳腺管癌细胞和A2058人黑色素瘤细胞敏感（表2），并且阿立哌唑(APL-0816)具有比利鲁唑(APL-1001)更强的抗肿瘤活性，而阿替加奈(APL-1039)和卡维地洛(APL-1047)的抗肿瘤活性与利鲁唑(APL-1001)相似。

表2体外抗肿瘤筛选试验结果

结合上述体外抗肿瘤试验初步结果，我们优选了阿立哌唑(APL-0816)和卡维地洛(APL-1047)两个化合物进行对同样具有谷氨酸受体高表达的MDA-MB-231人源乳腺癌异种移植模型的动物体内药效学研究，并事先进行IC₅₀评价。试验结果显示阿立哌唑(APL-0816)和卡维地洛(APL-1047)两个化合物的IC₅₀分别是7.072μM和7.694μM，对MDA-MB-231人源乳腺癌均具有较强的体内抗肿瘤活性，并强于利鲁唑对相同瘤株的抑制活性（IC₅₀=50μM）^[5]。

动物药效研究试验结果(表3)显示阿立哌唑(APL-0816)60mg/kg每日一次和卡维地洛(APL-1047)60mg/kg每日两次给药对MDA-MB-231人源乳腺癌异种移植模型均产生显著的肿瘤生长抑制作用，其药效优于阳性对照药利鲁唑20mg/kg。同时，荷瘤鼠对此剂量下各个受试化合物耐受良好。

表3受试化合物对MDA-MB-231人源乳腺癌异种移植荷瘤裸鼠抑瘤作用

注：^a均数±标准误；^b与对照组比较。

P值：组3与组5比较：p=0.157；组4与组5比较：p=0.200.

肿瘤生长抑制率(TGI,%)=(1－T/C)x100（T、C分别为治疗组和溶剂对照组的相对肿瘤体积）

综合以上结果表明，我们在48个谷氨酸受体功能性拮抗剂中筛选出三个药物，它们在多个同样具有谷氨酸受体高表达的人肿瘤细胞中表现出相似或优于利鲁唑的抗肿瘤活性。在动物实验中，APL-0816表现出剂量依赖性的抗肿瘤效果，并且其高剂量组的抗肿瘤效果略优于利鲁唑。APL-1047的抗肿瘤效果也略优于利鲁唑。APL-0816和1047在有效剂量下载动物中都表现出良好的耐受性。鉴于利鲁唑在临床试验中已经初步表现出抗肿瘤效果，APL-0816和1047可能在临床中具有相似或更好的效果，值得进一步研究和开发。

Claims

1.G蛋白偶联受体拮抗剂在用于制备治疗谷氨酸受体高表达肿瘤药物中的用途，其特征在于，所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为阿立哌唑（Aripiprazole）、阿替加奈（Aptiganel）或卡维地洛（Carvedilol）。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为阿立哌唑（Aripiprazole）。

3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的G蛋白偶联受体拮抗剂为卡维地洛（Carvedilol）。