[发明专利]用于成像亨廷顿蛋白的探针

说明书

本申请要求2014年8月29日提交的美国临时申请62/043,644的优先权，针对所有目的将其通过引用的方式并入本申请。

分子成像方法诸如正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)的到来使得能够在临床前和临床环境下测量全身的分子和细胞机制。所述测量具有广泛的诊断用途且它们用于评价治疗响应以及辅助药物开发的用途得到了快速发展。许多专家将最近引入的高分辨分子成像技术认定为一项主要突破，其将潜在地在保健方面引起革命性范式转移(paradigm shift)且革新了临床实践。

PET涉及对受试者给予发射正电子的放射性核素示踪剂，随后检测体内的正电子发射(湮没)事件。所述放射性核素示踪剂通常包括具有掺入其中的一种或多种类型的发射正电子的放射性核素的靶标分子。

许多新的用发射正电子的放射性核素标记的分子探针以及相关的PET成像测定正在处于开发中，以靶向、检测、可视并定量各种与诸如癌症、心脏疾病和神经障碍的疾病相关的细胞外和细胞内分子和过程。例如，已经合成了若干种类型的药物并评价其在患有阿尔兹海默病(AD)的患者中对淀粉样蛋白β(Aβ)斑块的成像，所述药物包括芳基苯并噻唑类、茋类、咪唑并吡啶类、吡啶基苯并噻唑类、吡啶基苯并噁唑类和吡啶基苯并呋喃类(Swahn et al.,Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,20(2010)1976-1980)。此外，已经开发了苯乙烯基苯并咪唑(SBIM)衍生物作为用于在患有AD的患者中对包括高度磷酸化的tau蛋白的神经原纤维缠结(NFT)成像的药物。在使用重组tau和淀粉样蛋白β_1-42(Aβ_1-42)聚集体的结合实验中，4-[(E)-2-(6-碘-1H-苯并咪唑-2-基)乙烯基]-N,N-二甲基苯胺(SBIM-3)显示出相比于Aβ_1-42聚集体而言对tau聚集体更高的亲和性(K_d值的比为2.73)。在体外放射自显影和荧光染色中，[¹²⁵I]SBIM-3(或SBIM-3)在AD脑组织的切片中结合NFT。在使用正常小鼠的生物分布实验中，所有[¹²⁵I]SBIM衍生物显示出在脑中的高初始摄取(在注射后2min为3.20-4.11％ID/g)以及由脑的快速清除(在注射后60min为0.12–0.33％ID/g)(Matsumura et al.,Bioorganic&Medicinal Chemistry,21(2013)3356–3362)。

亨廷顿病(HD)为一种遗传的进行性神经变性疾病，其特征在于运动、认知和精神缺陷以及在纹状体和皮质中开始的并延伸到其它皮质下脑区的神经变性和脑萎缩。其属于由突变引起的神经变性疾病家族，在该突变中扩展的CAG重复通道导致在编码蛋白中的聚谷氨酰胺(polyQ)的长的伸展。该家族还包括齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩(DRPLA)、脊髓延髓肌肉萎缩症(SBMA)和脊髓小脑共济失调(SCAs)。在它们的polyQ重复单位之外，所涉及的蛋白是不相关的，并且尽管它们均广泛地表达于中枢神经系统和外周组织中，它们产生神经变性的特征模式。在HD中，所述纹状体的γ-氨基丁酸-释放的多刺投射神经元的选择性神经变性是主要存在的，尽管也报道了在许多其它脑区中的神经元损失。在未受影响的群体中，在编码HD蛋白亨廷顿蛋白(HTT蛋白)的IT₁₅基因中的CAG重复单元的数目由6变化至35；36个或以上的重复单元定义了HD等位基因。CAG延伸的长度与疾病发作时的年龄呈反相关性，其中幼年发作的病例的特征为延伸超过60个重复单元。HD的患病率为在世界范围内每100,000人存在5-10个病例，这使得其成为最常见的遗传性神经变性疾病。HTT蛋白为348-kDa的多结构域蛋白，其在其氨基末端含有多形态的谷氨酰胺/脯氨酸富集的区域。较长的polyQ域似乎引起蛋白内的构象变化，这使其形成细胞内聚集体，后者在大多数情况下表现为核内包涵体。然而，聚集体也可在细胞核外形成。HTT蛋白存在于神经元的细胞核、细胞体、树突和神经末梢中，且也与众多细胞器包括高尔基体、内质网和线粒体相关。