Usp30抑制劑及其使用方法
【專利說明】USP30抑制劑及其使用方法
[0001] 領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明提供USP30的抑制劑以及使用USP30的抑制劑的方法。在一些實施方案中， 提供治療涉及線粒體缺陷的病癥的方法。
[0003] 背景
[0004] 線粒體自噬（Mitophagy)是通過溶酶體降解消除線粒體的專門的自體吞噬途徑。 由此，其在細胞器的正常細胞更新過程中、在紅細胞成熟過程中以及在受精之后去除線粒 體，以去除精子來源的線粒體。線粒體自噬還調(diào)節(jié)損壞的線粒體的清除，這是線粒體質(zhì)量控 制的重要方面。缺陷的或過量的線粒體，如果不將其清除，可能變成異常的氧化壓力來源， 并且通過線粒體融合破壞健康的線粒體。在酵母中，線粒體自噬的選擇性阻斷由過量的線 粒體引起活性氧（ROS)的増加的產(chǎn)生和線粒體DNA(mt-DNA)的丟失。受損的線粒體質(zhì)量控 制還可能影響關(guān)鍵的生物合成途徑，ATP產(chǎn)生和Ca2+緩沖，并且擾亂整體細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。
[0005]帕金森?。≒arkinson，sdisease，PD)是次于阿爾茨海默?。ˋlzheimer，s disease，AD)的第二最常見的神經(jīng)變性病癥，其特征最主要在于黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元的 喪失。盡管ro的發(fā)病機制還不清楚，但是，ー些證據(jù)鏈表明線粒體功能障礙對ro是重要的。 一種線粒體毒素，即MPTP，損壞多巴胺神經(jīng)元，并且在人中產(chǎn)生臨床帕金森癥。流行病學(xué)證 據(jù)將ro與暴露于殺蟲劑聯(lián)系起來，所述殺蟲劑如魚藤酮（復(fù)合物I抑制劑）和百草枯（氧 化應(yīng)激物）。與線粒體損壞一致，在來自ro患者的黑質(zhì)中發(fā)現(xiàn)減少的復(fù)合物I活性和高水 平的mt-DNA突變。類似地，在ro的遺傳模型中存在線粒體的功能和形態(tài)變化。可能最引 人注意的是，早期發(fā)作的家族性F1D可能是由于Parkin泛素-連接酶和PINKl絲氨酸/蘇 氨酸蛋白激酶的突變引起，這兩種酶都起作用通過調(diào)節(jié)線粒體動力學(xué)和質(zhì)量控制來維持健 康的線粒體。
[0006] 本領(lǐng)域的遺傳性研究確定PINKl在Parkin的上游起作用，以維持正確的線粒體形 態(tài)和功能。PINKl從細胞質(zhì)中招募Parkin到損壞的線粒體的表面，導(dǎo)致Parkin-介導(dǎo)的線 粒體外膜蛋白的遍在蛋白化并且通過線粒體自噬去除損壞的線粒體。PINKl或Parkin中 的PD-相關(guān)的突變消弱Parkin募集、線粒體遍在蛋白化和線粒體自噬。Parkin調(diào)節(jié)線粒體 功能的多個方面，如線粒體動力學(xué)和運輸，并且還可以影響線粒體生物進化（biogenesis)。 損壞的線粒體上寬范圍的線粒體外膜蛋白的降解似乎受Parkin影響。在這些線粒體相關(guān) 的蛋白中，MIR0,即線粒體-驅(qū)動蛋白運動元連接物復(fù)合物（mitochondria-kinesinmotor adaptorcomplex)的成分，可能是Parkin與PINK-I共有的底物。
[0007] 在家族性ro中，Parkin的表達和/或活性可能經(jīng)由遺傳突變而被消弱，或者在偶 發(fā)性ro中，經(jīng)由磷酸化而被消弱。在黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元中遺傳性高線粒體氧化應(yīng)激的情 形中，失去Parkin-介導(dǎo)的線粒體質(zhì)量控制可能解釋黑質(zhì)神經(jīng)元對神經(jīng)變性的更大的易感 性。在ro中，促進損壞的線粒體的清除和增強線粒體質(zhì)量控制可能是有益的。
[0008] 概述
[0009] 在一些實施方案中，提供增加細胞中的線粒體自噬的方法。在一些實施方案中，所 述方法包括使細胞與USP30的抑制劑接觸。
[0010] 在一些實施方案中，提供增加細胞中的線粒體遍在蛋白化的方法。在一些實施 方案中，提供增加細胞中選自下述的至少ー種、至少兩種、至少三種、至少四種、至少五種、 至少六種、至少七種、至少八種、至少九種、至少十種、至少i^ 一種、至少十二種、至少十三種 或十四種蛋白的遍在蛋白化：Tom20,MIRO,MUL1，ASNS，F(xiàn)KBP8,T0M70,MAT2B，PRDX3,IDE, VDAC1，VDAC2,VDAC3,IP05,PSD13,UBP13和PTH2。在一些實施方案中，所述方法包括使細 胞與USP30的抑制劑接觸。
[0011] 在一些實施方案中，所述方法包括增加選自Tom20的K56、K61和K68的至少ー 個、至少兩個或三個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自MIRO 的K153、K187、K330、K427、K512、K535、K567和K572的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少 四個、至少五個、至少六個、至少七個或八個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述 方法包括增加選自MULl的K273、K299和K52的至少ー個、至少兩個或三個氨基酸的遍在蛋 白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自ASNS的K147、K168、K176、K221、K244、 K275、K478、K504和K556的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五個、至少六個、 至少七個、至少八個或九個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加 選自FKBP8 的K249、K271、K273、K284、K307、K317、K334 和K340 的至少ー個、至少兩個、至 少三個、至少四個、至少五個、至少六個、至少七個或八個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施 方案中，所述方法包括增加選自T0M70 的K78、K120、K123、K126、K129、K148、K168、K170、 K178、K185、K204、K230、K233、K245、K275、K278、K312、K326、K349、K359、K441、K463、K470、 K471、K494、K501、K524、K536、K563、K570、K599、K600 和K604 的至少ー個、至少兩個、至少 三個、至少四個、至少五個、至少六個、至少七個、至少八個、至少九個或至少十個氨基酸的 遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自MAT2B的K209、K245、K316和K326 的至少ー個、至少兩個、至少三個或四個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方 法包括增加選自PRDX3的K83、K91、K166、K241和K253的至少ー個、至少兩個、至少三個、 至少四個或五個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自IDE的 K558、K657、K854、K884、K929和K933的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五 個或六個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自VDACl的K20、 K53、K61、K109、K110、K266和K274的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五個、 至少六個或七個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自VDAC2 的K31、K64、K120、K121、K277和K285的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五 個或六個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自VDAC3的K20、 K53、K61、K109、K110、K163、K266和K274的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少 五個、至少六個、至少七個、或八個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括 增加選自IP05 的K238、K353、K436、K437、K548、K556、K613、K678、K690、K705、K775 和K806 的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五個、至少六個、至少七個、至少八個、至 少九個或至少十個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自PSD13 的K2、K32、K99、K115、K122、K132、K161、K186、K313、K321、K347、K350 和K361 的至少ー 個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五個、至少六個、至少七個、至少八個、至少九個或 至少十個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自UBP13的K18、 K190、K259、K326、K328、K401、K405、K414、K418、K435、K586、K587 和K640 的至少ー個、至 少兩個、至少三個、至少四個、至少五個、至少六個、至少七個、至少八個、至少九個或至少十 個氨基酸的遍在蛋白化。在一些實施方案中，所述方法包括增加選自PTH2的47、76、81、95、 106、119、134、171、177的至少ー個、至少兩個、至少三個、至少四個、至少五個、至少六個、至 少七個、至少八個或九個氨基酸的遍在蛋白化。
[0012] 在一些實施方案中，所述細胞處于氧化應(yīng)激中。在一些實施方案中，提供減少細胞 中的氧化應(yīng)激的方法。在一些實施方案中，方法包括使細胞與USP30的抑制劑接觸。
[0013] 在一些實施方案中，所述細胞包含Parkin中的致病性突變、PINKl中的致病性突 變或包含Parkin中的致病性突變與PINKl中的致病性突變。Parkin中的非限制性的示例 性的致病性突變顯示在表1中。因此，在一些實施方案中，Parkin中的致病性突變選自表 1中的突變。PINKl中的非限制性的示例性的致病性突變顯示在表2中。在一些實施方案 中，PINKl中的致病性突變選自表2中的突變。
[0014] 在不同的實施方案中，所述細胞選自神經(jīng)元、心臟的細胞（cardiaccell)和肌細 胞。在一些這樣的實施方案中，所述細胞是離體的或體外的。備選地，在一些這樣的實施方 案中，所述細胞包含在受試者中。
[0015] 在一些實施方案中，提供治療受試者中涉及線粒體缺陷的病癥的方法。在ー些實 施方案中，所述方法包括給所述受試者施用有效量的USP30的抑制劑。在一些實施方案中， 涉及線粒體缺陷的病癥選自涉及線粒體自噬缺陷的病癥、涉及線粒體DNA突變的病癥、涉 及線粒體氧化應(yīng)激的病癥、涉及線粒體形狀或形態(tài)缺陷的病癥、涉及線粒體膜電位缺陷的 病癥和涉及溶酶體貯積缺陷的病癥。
[0016] 在一些實施方案中，涉及線粒體缺陷的病癥選自神經(jīng)變性?。痪€粒體肌病、腦病、 乳酸性酸中毒和卒中樣發(fā)作（MELAS)綜合征（mitochondrialmyopathy，encephalopathy，lacticacidosis，andstroke-likeepisodes(MELAS)syndrome);萊伯遺傳性視神經(jīng) 病（Leber'shereditaryopticneuropathy,LH0N);神經(jīng)病、共濟失調(diào)、色素性視網(wǎng)膜 炎-母系遺イ專的利氏綜合征（neuropathy，ataxia，retinitispigmentosa-maternally inheritedLeighsyndrome，NARP-MILS);Danon?。―anondisease);引起心肌梗死的缺 血性心臟?。欢喟l(fā)性硫酸脂酶缺乏癥（multiplesulfatasedeficiency,MSD);粘脂質(zhì)累 積II(mucolipidosisII，MLII);粘脂質(zhì)累積 111(mucolipidosisIII，MLIII);粘脂 質(zhì)累積IV(mucolipidosisIV，MLIV) ;GM1_ 神經(jīng)節(jié)苷脂把!積病（GMl-gangliosidosis， GM1);神經(jīng)元錯樣脂-脂褐質(zhì)沉積癥（neuronalceroid-lipofuscinoses,NCLl);阿爾拍斯 ?。ˋlpersdisease);巴爾特綜合征（Barthsyndrome) 氧化缺陷（Beta-oxidation defects);肉喊-醜基-肉喊缺乏癥（carnitine-acyl-carnitinedeficiency);肉喊缺乏 癥（carnitinedeficiency);肌酸缺乏綜合征（creatinedeficiencysyndromes);輔酶 QlO缺乏癥（co-enzymeQlOdeficiency);復(fù)合物I缺乏癥（complexIdeficiency);復(fù)合 物II缺乏癥（complexIIdeficiency);復(fù)合物III缺乏癥（complexIIIdeficiency); 復(fù)合物IV缺乏癥（complexIVdeficiency);復(fù)合物V缺乏癥（complexVdeficiency); COX缺乏癥（COXdeficienc