[发明专利]脯氨酰羟化酶抑制剂及其使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月23日申请的美国临时申请号61/307,276和2010年2月17日申请的美国临时申请号61/305,420的优先权益。

政府资助

本发明在由美国国立卫生研究院提供的基金号为1R43CA133985-01的政府资助下进行。美国政府对本发明享有一定权利。

发明领域

本发明涉及缺氧诱导因子（HIF）的支链抑制剂（branched inhibitors）脯氨酰-4-羟化酶（PHD），以及使用这些抑制剂抑制脯氨酰羟化酶活性以预防和治疗因细胞HIF应答抑制或启动延迟导致的人类病症的方法，其中所述病症包括，例如，局部缺血、视网膜退行性病变、和贫血。本发明还涉及使用这些抑制剂以保护细胞或组织避免因以下目的导致的缺氧性损伤的方法，例如，器官移植、缺血预处理、或干细胞移植。

发明背景

局部缺血是由于携带血液至器官的脉管系统缺陷而导致向该器官的血液供应减少。局部缺血导致缺氧，因为氧气通过器官血液灌注输送。缺氧可能会对受累器官的长期功能造成损害，因为当持续性缺氧时，就会发生细胞死亡。而且，局部缺血可能是致命性的。局部缺血可能是由，例如，中风和心肌梗死中的心血管疾病、急性肾损伤、脑外伤、与神经退行性病变有关、以及抗癌治疗造成的。

缺氧是人类疾病中细胞损伤的常见病因，包括中风、心肌梗死、和实体肿瘤。在过去二十年中，细胞对缺氧的适应已经成为一种清楚的活性过程。多细胞有机体中的每一个细胞均能够通过蓄积缺氧诱导因子（HIF）对缺氧产生应答，HIF是普遍存在的转录因子，其能够激活一组基因，包括涉及葡萄糖摄取和代谢、细胞外pH控制、血管发生、红细胞生成、有丝分裂、和凋亡的基因。HIF的发现为局部缺血和癌症的治疗打开了一个崭新的视野：已发现，上调HIF水平对缺血性疾病、干细胞增殖[Zhang,CP.,et al.,Neurosignals 15,259-265(2006)]和移植[Liu,X.B.,et al,J Cell Biochem 106,903-911(2009)]有益，而升高的HIF则是大部分侵袭性癌症的标记物，对其进行下调则代表了癌症治疗的一种新方法。

HIF由两个亚基HIF-1α和HIF-1β组成，在含氧正常条件下，HIF-1α迅速降解，而HIF-1β则保持稳定[Wang,G.L.,et al.,Proc Natl Acad Sci U S A92,5510-5514(1995)；Wang,G.L.,etal.,J Biol Chem 270,1230-1237(1995)]。主要通过保守脯氨酸残基的翻译后修饰对HIF的水平进行调节。HIF-1α中Pro564和/或402残基的羟基化是其与von Hippel-Lindau（VHL）蛋白相互作用的必要条件，该相互作用生成一种复合物，使得HIF泛素化并且随后发生蛋白酶体降解[Kaelin,W.G.,Jr.,Biochem Biophys Res Commun 338,627-638(2005)]。Pro564的羟基化的发生早于Pro402[Chan,D.A.,et al.,Mol.Cell.Biol.25,6415-6426(2005)]，但是某些实验与该发现相矛盾[Villar,D.,et al.,Biochem J 408,231-240(2007)]。HIF-1α Arg803的羟基化阻止其与转录因子激活剂前体p300相互作用[Lando,D.,et al,Science 295,858-861(2002)]。在这两种情况下，HIF的羟基化都是通过α-KG依赖性非血基质铁双加氧酶、HIF脯氨酰-4-羟化酶（PHD1-3同工酶）和天冬酰胺酰羟化酶（或称为FIH，HIF抑制因子）完成[Hirota,K.,et al.,Biochem Biophys Res Commun 338,610-616(2005)]。