[发明专利]治疗和/或预防心血管疾病的抗PCSK9化合物和方法

说明书

相关申请的的交叉参考

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请号61/789867的权益，其全部内容通过引用并入本文。

关于联邦资助的研究或开发的声明

在国家心脏、肺和血液研究所(NHLBI)的支持下根据SBIR批准号HL092712作出本发明。美国政府对本发明具有一定的权利。

发明领域

本发明涉及调节前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶Kexin9型(PCSK9)的生理作用的化合物，包括其与低密度脂蛋白受体(LDLR)的相互作用。更具体地说，本发明涉及包含PCSK9功能的小分子调节剂的组合物以及使用这些调节剂作为药物的方法。PCSK9功能的小分子调节剂可在治疗上用于降低血液中的LDL-胆固醇水平，并且可以用于预防和/或治疗胆固醇和脂蛋白代谢紊乱，包括家族性高胆固醇血症、导致动脉粥样硬化的血脂异常、动脉粥样硬化，和更通常的，心血管疾病(CVD)。

发明背景

心血管疾病是导致死亡的原因，而动脉粥样硬化是心血管疾病的首要原因。动脉粥样硬化是动脉的疾病并且导致与工业化国家的许多死亡相关的冠状动脉心脏疾病。现在已确定冠状动脉心脏疾病的几个危险因素：血脂异常，高血压，糖尿病，吸烟，不良饮食习惯，缺乏运动和压力。血脂异常是血浆胆固醇(高胆固醇血症)和/或甘油三酯(TGs)的提高或低的高密度脂蛋白(HDL)水平，这促使动脉粥样硬化发病。它是一种经证明促进心血管疾病的代谢疾病。在血液中，胆固醇在脂蛋白颗粒中运送，其中，低密度脂蛋白(LDL)胆固醇(LDL-C)被认为是“坏的”胆固醇，而HDL-胆固醇(HDL-C)被称为“好的”胆固醇。由于胆固醇对动脉粥样硬化的影响，脂质和脂蛋白异常在一般人群中极为常见，并且被认为是心血管疾病的高度可改变的危险因素。虽然用他汀类药物治疗(护理动脉粥样硬化的现行标准)，60-70％的心血管事件、心脏病发作和中风发生，因此，存在关于CVD的长期感到显著未满足的需求。此外，新的指南建议应该实现更低的LDL水平以保护高危患者免受过早的CVD(1)。

在PCSK9和胆固醇代谢之间的联系建立之后，很快就发现PCSK9基因中的选定突变引起常染色体显性高胆固醇血症(2)，这表明突变通过增加PCSK9的正常活动而赋予功能获得(gain-of-function)(3)。这通过野生型和突变PCSK9(S127R和F216L)在小鼠的肝脏中高水平地表达的实验得到支持；接受野生型或突变PCSK9的小鼠的肝LDLR蛋白水平急剧下降(4，5)。未观察到LDLRmRNA水平的相关降低，表明突变或野生型PCSK9的过表达通过转录后机制降低LDLR。

由于PCSK9的功能获得型突变导致高胆固醇血症，那么产生功能缺失型突变是否具有相反的效果并导致低胆固醇血症的疑问是合乎情理的。在非裔美国人中确定了PCSK9的三个功能缺失型突变(6)。这些突变降低LDL-C水平28％，并显示出降低CHD的频率(解释为心肌梗塞，冠心病死亡或冠状动脉血管重建)88％。Rashid等人(7)研究了其中灭活PCSK9的小鼠中功能缺失型突变的机制。他们报告说，这些基因敲除小鼠显示增加的肝脏LDLR蛋白(而不是mRNA)，增加的循环脂蛋白的清除以及降低的血浆胆固醇水平。PCSK9的天然存在的突变的结构功能关系分析也已经提供了对PCSK9的作用机制的深刻理解。有趣的是，被发现与LDL-C血浆水平的最大降低相关的PCSK9的突变是通过扰乱其合成(Y142X)、自催化处理(L253F)或折叠(C679X)而防止成熟PCSK9分泌的那些(8)。Y142X突变不产生可检测的蛋白，因为其早在转录时发生并且据预计启动无义介导的mRNA降解。催化结构域(L253F)的突变干扰蛋白质的自催化切割。表达PCSK9-253F的细胞与表达PCSK9-WT的细胞相比，成熟蛋白质的量降低，这表明突变抑制自催化切割。L253F突变接近催化三联体(PCSK9是一种丝氨酸蛋白酶)，因此它可能干扰活性位点(8)。由于蛋白质从ER输出需要PCSK9的自催化切割，L253F突变延迟PCSK9从ER传输到细胞表面。PCSK9中的无义突变(C679X)，其截断蛋白质14个氨基酸，不干扰蛋白质加工，但成熟蛋白在细胞中积聚并且不分泌，这表明该蛋白正常地裂解但被错误折叠，并保留在ER中(8，9)。