治療性化合物和組合物以及其作為pkm2調(diào)節(jié)劑的用圖
【專利說明】治療性化合物和組合物以及其作為PKM2調(diào)節(jié)劑的用途
[0001] 優(yōu)先權(quán)要求
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年11月8日提交的U.S.S.N. 61/724, 266的優(yōu)先權(quán)，其以引用的 方式整體并入本文。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 丙酮酸激酶缺乏（PKD)是人紅細(xì)胞中的一種歸因于PKLR基因的常染色體隱性突 變的最常見酶缺陷（Zanella，A.等，Br J Haematol 2005, 130(1) ,11-25)。其也是中心糖 酵解路徑中的最常見的酶突變并且僅次于單磷酸己糖支路的葡萄糖-6磷酸脫氫酶（G6PD) 缺乏（Kedar，P.等，Clin Genet 2009, 75 (2) ,157-62) 〇
[0005] 人紅細(xì)胞是獨(dú)特的，因?yàn)樗鼈冊(cè)诔墒鞎r(shí)無核。不成熟紅細(xì)胞具有核，但在變成循環(huán) 網(wǎng)織紅細(xì)胞之前的早期紅細(xì)胞生成期間，它們擠壓核以及其它細(xì)胞器（如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 和高爾基體）以便為載氧血紅蛋白騰出空間。由于缺乏線粒體，成熟紅細(xì)胞與其它正常分 化細(xì)胞一樣不利用其轉(zhuǎn)運(yùn)的任何氧來經(jīng)濟(jì)地合成三磷酸腺苷（ATP)。替代地，紅細(xì)胞完全依 賴厭氧糖酵解來循環(huán)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD +)和產(chǎn)生ATP (-種主要用于驅(qū)動(dòng)ATP酶 依賴性K+/Na+和Ca2+泵的必需能源）以在其跨過血管時(shí)維持細(xì)胞膜完整性和柔韌性。在PKD 病癥中，兩種主要獨(dú)特的代謝異常是ATP耗竭和相伴2, 3-二磷酸甘油酸增加，這與上游糖 酵解中間體的積聚一致。此外，ATP和丙酮酸水平降低的一個(gè)后果是乳酸水平降低，從而導(dǎo) 致不能通過乳酸脫氫酶再生NAD +供在糖酵解中進(jìn)一步使用。缺乏ATP會(huì)干擾跨越紅細(xì)胞膜 的陽離子梯度，從而導(dǎo)致鉀和水損失，鉀和水損失會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞脫水、收縮和皺縮，并且導(dǎo)致 紅細(xì)胞（RBC)的過早破壞和壽命減少。這類缺陷性RBC在脾中遭到破壞，并且脾中溶血速率 過度會(huì)導(dǎo)致表現(xiàn)溶血性貧血。PKD螯合脾中新近成熟的RBC以有效縮短循環(huán)RBC的總體半衰 期所憑借的精確機(jī)制尚不明確，但最近研宄表明代謝調(diào)控異常不僅影響細(xì)胞存活而且還影 響導(dǎo)致無效紅細(xì)胞生成的成熟過程（Aizawa, S.等，Exp Hematol 2005, 33(11)，1292-8)。
[0006] 丙酮酸激酶催化磷?；鶑牧姿嵯┐急幔≒EP)轉(zhuǎn)移至ADP，從而產(chǎn)生一個(gè)丙酮 酸分子和一個(gè)ATP分子。所述酶對(duì)Mg 2+和K+陽離子具有絕對(duì)需求以驅(qū)動(dòng)催化。PK充當(dāng)糖 酵解中的最后關(guān)鍵步驟，因?yàn)槠湓谏項(xiàng)l件下是本質(zhì)上不可逆的反應(yīng)。丙酮酸激酶除合成 由葡萄糖代謝成丙酮酸所產(chǎn)生的兩個(gè)ATP分子中的一者的作用之外，它也是重要的細(xì)胞代 謝調(diào)節(jié)劑。在維持健康細(xì)胞代謝方面，它控制低級(jí)糖酵解中的碳通量以提供關(guān)鍵代謝物中 間體來饋入生物合成過程，如（除其它之外）磷酸戊糖途徑。由于這些關(guān)鍵功能，丙酮酸激 酶在基因表達(dá)層面與酶促變構(gòu)層面兩者上受緊密控制。在哺乳動(dòng)物中，完全活化的丙酮酸 激酶以四聚體酶的形式存在。四種不同的同工酶（M1、M2、L和R)由兩種單獨(dú)基因表達(dá)。紅 細(xì)胞特異性同工酶PKR由位于染色體lq21上的PKLR基因（"L基因"）表達(dá)。這個(gè)相同基 因也編碼主要在肝中表達(dá)的PKL同工酶。PKLR由12個(gè)外顯子組成，其中外顯子1是類紅細(xì) 胞特異性的，而外顯子2是肝特異性的。兩種其它哺乳動(dòng)物同工酶PKMl和PKM2由PKM基 因（"M基因"）通過由hnRNP蛋白質(zhì)控制的選擇性剪接事件產(chǎn)生。PKM2同工酶在胎兒組織 中和成人增殖性細(xì)胞（如癌細(xì)胞）中表達(dá)。PKR與PKM2兩者均實(shí)際上在原成紅細(xì)胞中表 達(dá)。然而，在類紅細(xì)胞分化和成熟時(shí)，PKM2的表達(dá)逐漸降低并且漸進(jìn)地被成熟紅細(xì)胞中的 PKR替代。
[0007] 在臨床上，遺傳性PKR缺乏病癥表現(xiàn)為非球形紅細(xì)胞溶血性貧血。這個(gè)病癥的 臨床嚴(yán)重性范圍是在完全代償性溶血中無可觀察癥狀至需要長期輸血和/或在早期發(fā)展 時(shí)或在生理應(yīng)激或嚴(yán)重感染期間進(jìn)行脾切除的潛在致命性嚴(yán)重貧血。自相矛盾地由于 氧轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)而無癥狀的大多數(shù)受影響個(gè)體不需要任何治療。然而，對(duì)于一些最嚴(yán)重 病例--盡管在人數(shù)方面極其稀少，其中估計(jì)患病率為每百萬人中有51人（Beutler, E. Blood 2000, 95(11)，3585-8)--除緩解性護(hù)理以外不存在可用于這些患者的疾病改善性 治療（Tavazzi，D.等，Pediatr Ann2008, 37 (5)，303-10)。這些遺傳性非球形紅細(xì)胞溶血性 貧血（HNSHA)患者提出明確未滿足的醫(yī)學(xué)需求。
[0008] PKR中的異質(zhì)性遺傳突變導(dǎo)致其催化活性調(diào)控異常。自初始克隆PKR和報(bào)道 單一點(diǎn)突變 Thr384>Met 與 HNSHA 患者相關(guān)（Kanno, H.等，Proc Natl Acad Sci U S A 1991，88 (18) ,8218-21)以來，目前全世界報(bào)道有近200種與這個(gè)疾病相關(guān)的不同報(bào)道的 突變（Zanella，A.等，Br J Haematol 2005，130(l)，ll-25;Kedar，P·等，Clin Genet 2009,75(2)，157-62;Fermo，E.等，Br J Haematol 2005，129(6)，839_46;Pissard，S· 等，Br J Haematol 2006, 133 (6)，683-9)。盡管這些突變代表廣泛范圍的包括缺失和轉(zhuǎn)錄 或翻譯異常的遺傳病變，但到目前為止，最常見的類型是編碼區(qū)中的以某種方式影響在結(jié) 構(gòu)上對(duì)最優(yōu)PKR催化功能重要的結(jié)構(gòu)域內(nèi)的保守殘基的錯(cuò)義突變。對(duì)于特定種族背景而 言，突變盛行樣式似乎是不均衡分布的。舉例而言，對(duì)北美和歐洲患者報(bào)道的最常見密碼子 取代似乎是 Arg486>Trp 和 Arg51°>Gln，而突變 Arg479>His、Arg49°>Trp 和 Asp331>Gly 更常見于 亞洲患者中（Kedar，P.等，Clin Genet 2009, 75 (2) ,157-62) 〇
[0009] 癌細(xì)胞主要依賴于糖酵解以產(chǎn)生用于生物合成脂質(zhì)和核苷酸的細(xì)胞能量和生物 化學(xué)中間體，而成人組織的大部分"正常"細(xì)胞利用需氧呼吸。細(xì)胞代謝中癌細(xì)胞與正常細(xì) 胞之間的這種基本差異（被稱為瓦博格（Warburg)效應(yīng)）已用于診斷目的，但尚未用于治 療益處。
[0010] 丙酮酸激酶（PK)是一種在糖酵解期間將磷酸烯醇丙酮酸轉(zhuǎn)化成丙酮酸的代謝 酶。四種PK同工型存在于哺乳動(dòng)物中：L和R同工型在肝和紅細(xì)胞中表達(dá)，Ml同工型在大 多數(shù)成人組織中表達(dá)，并且M2同工型是在胚胎發(fā)育期間表達(dá)的Ml的剪接變體。所有腫瘤 細(xì)胞僅表達(dá)胚胎M2同工型。PK的Ml同工型與M2同工型之間的眾所周知的差異是：M2是 通過上游糖酵解中間體果糖-1，6-二磷酸（FBP)依賴于變構(gòu)活化的低活性酶，而Ml是組成 型活性酶。
[0011] 所有腫瘤細(xì)胞僅表達(dá)丙酮酸激酶的胚胎M2同工型，從而表明PKM2作為癌癥療法 的潛在靶標(biāo)。PKM2也在脂肪組織和活化的T細(xì)胞中表達(dá)。結(jié)合P