[发明专利]具有校正突变-CFTR加工活性的化合物及其应用

说明书

关于联邦资助研究的声明

本发明在国家卫生研究院(National Institutes of Health)授予的资助号HL73856、 EB00415、HL59198、EY13574和DK35124的政府支持下完成。政府可以享有本发明 的某些权利。

本发明也得到了囊性纤维化基金会和/或囊性纤维化治疗基金会的资助。

发明背景

囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(CFTR)是哺乳动物呼吸道、小肠、胰腺和睾丸的 上皮细胞中表达的cAMP-活化的氯(Cl^-)通道。CFTR是负责cAMP-介导Cl^-分泌的氯离 子通道。激素如β-肾上腺素能受体激动剂或毒素如霍乱毒素会导致cAMP增加、 cAMP-依赖性蛋白激酶活化和CFTR Cl^-通道的磷酸化，使该通道打开。细胞中Ca²⁺浓度增加也可激活不同的顶端膜通道。蛋白激酶C引起的磷酸化可打开或关闭顶端膜 中的Cl^-通道。CFTR主要位于上皮中，为Cl^-离子跨顶端膜移动提供通道，是调节盐和 水跨上皮转运速率的关键点。CFTR氯通道功能与各种疾病包括囊性纤维化(CF)以及 某些类型的男性不育、多囊性肾病和分泌性腹泻有关。

遗传致死性疾病CF是由CFTR蛋白编码基因中的突变引起的，CFTR蛋白是气道、 小肠、胰腺以及其它分泌性和吸收性上皮中表达的cAMP-活化Cl^-通道。CF引起的主 要临床问题是反复性肺部感染，导致肺功能进行性退化。最常见的CFTR突变是苯丙 氨酸-508缺失(ΔF508-CFTR)，这种突变存在于约90％CF患者的至少一个等位基因中 (Egan等，(2004)Science 304：600-602)。ΔF508-CFTR导致Cl^-不能透过，因为 ΔF508-CFTR没有被正确加工，使其滞留于内质网(而非质膜)。相对于野生型CFTR， ΔF508-CFTR也降低了固有的Cl^-传导率。

已研究了校正ΔF508-CFTR细胞加工和细胞内固有功能缺陷的方案。在低温下 (＜30℃)(Denning等，(1992)Nature 358，761-764)或用高浓度的化学侣伴分子如甘油 (Sato等，(1996)J.Biol.Chem.271，635-638；Brown，等(1996)，Cell Stress and Chaperons 1，117-125)培养细胞能部分校正ΔF508-CFTR细胞加工的缺陷，其机制可 能包括改善蛋白质折叠和稳定性(Sharma等，(2001)J.Biol.Chem.276，8942-8950)。 毒胡萝卜素引起的胞内钙浓度持续升高也能校正ΔF508-CFTR加工的缺陷(Egan等， (2002)Nature Med.8，485-492)，机制可能是干扰与分子伴侣的相互作用。化合物如 苯基丁酸酯通过改变侣伴分子功能和/或增强转录促进ΔF508-CFTR细胞加工 (Rubenstein等，(2000)Am.J.Physiol.278，C259-C267；Kang等，(2002)Proc.Natl. Acad.Sci.U.S.A.99，838-843)。虽然这些方法能够使人了解ΔF508-CFTR滞留于内质 网的机制，但它们可能无法提供临床上有用的治疗。