用于治疗BEST1相关视网膜病变的调节突变体bestrophin 1的异黄生物

申请号 CN202280055833.0 申请日 2022-09-30 公开(公告)号 CN117897153A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 雷根斯堡大学; 发明人 A·米兰科维克; S·阿姆斯林格; B·韦伯;
摘要 本 发明 涉及如式(I)所定义的化合物或其盐,所述化合物或其盐用于 治疗 或 预防 BEST1相关 视网膜 病变(例如常 染色 体显性Best卵黄样黄斑营养不良)的方法中。本发明还涉及包含式(I)所定义的化合物或其盐以及药学上可接受的赋形剂和/或载剂的药物组合物,所述药物组合物用于治疗或预防BEST1相关视网膜病变(例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良)的方法中。另外,本发明涉及包含一个或多个隔室的药物 包装 ,其中至少一个隔室包含用于根据本发明的用途的本发明的如式(I)所定义的化合物或其盐或药物组合物。此外,本发明涉及滴眼剂、眼膏剂、 皮肤 药膏、皮肤凝胶、 透皮贴剂 、可植入装置,特别是微药物递送系统,其包含用于根据本发明的用途的本发明的(i)如式(I)所定义的化合物或(ii)药物组合物。
权利要求

1.具有式(I)的化合物或其盐:
其中
OR1是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富酸甲酯、甲酸丁酯或酸异丙酯,OR2是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,OR3是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,或者R3是甲基,
X是氢或OR4,其中OR4是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,或R4是甲基,
在当X是氢时的条件下,R3不是甲基,
所述化合物或其盐用于治疗预防BEST1相关视网膜病变例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良的方法。
2.根据权利要求1使用的所述化合物或其盐,其中R1和R2是相同的。
3.根据权利要求1或2使用的所述化合物或其盐,其中
(i)X是氢并且R1、R2和R3优选是相同的,或者
(ii)X是O‑R4并且R4是甲基并且R1、R2和R3优选是相同的,或
(iii)R3是甲基,X是OR4并且R4是甲基,或
(iv)X是OR4并且R1、R2、R3和R4优选是相同的,或者
(v)R3是甲基并且X是OR4并且R1、R2和R4优选是相同的。
4.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中所述化合物选自由以下组成的组:染料木素三乙酸酯、染料木素三戊酸酯、染料木素三异丙酸酯、染料木素三丙烯酸酯、染料木素三(富马酸甲酯)、染料木素三(氨基甲酸丁酯)、染料木素三(碳酸异丙酯)、红车轴草素三乙酸酯、红车轴草素三戊酸酯、红车轴草素三异丙酯、红车轴草素三丙烯酸酯、红车轴草素三(富马酸甲酯)、红车轴草素三(氨基甲酸丁酯)、红车轴草素三(碳酸异丙酯)、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三乙酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三戊酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三异丙酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三丙烯酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(富马酸甲酯)、
3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(氨基甲酸丁酯)、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(碳酸异丙酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二乙酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二戊酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二异丙酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二丙烯酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(富马酸甲酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(氨基甲酸丁酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(碳酸异丙酯)、5,7,3’,4’‑O‑香豌豆苷元四乙酸酯、5,7,3’,4’‑O‑香豌豆苷元四戊酸酯、5,7,3’,4’‑O‑香豌豆苷元四异丙酯、5,7,3’,4’‑O‑香豌豆苷元四丙烯酸酯、5,7,3’,
4’‑O‑香豌豆苷元四(富马酸甲酯)、5,7,3’,4’‑O‑香豌豆苷元四(氨基甲酸丁酯)、5,7,3’,
4’‑O‑香豌豆苷元四(碳酸异丙酯)。
5.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中预防BEST1相关视网膜病变例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良包括延迟BEST1相关视网膜病变例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良的发作或进展。
6.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中所述化合物或其盐以足以(i)改善视网膜色素上皮的基底外侧膜上的氯化物传导性,和/或(ii)恢复BEST1通道功能的量施用。
7.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中所述化合物或其盐以足以激活除BEST1之外的其他通道以补偿BEST1受损的阴离子转运活性的量施用。
8.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中治疗或预防的方法包括以下步骤:
(i)在治疗前评估受试者的视
(ii)BEST1基因的分子遗传学检测;
(iii)向受试者施用根据前述权利要求中任一项所定义的式(I)化合物或其盐;和
(iv)在步骤(iii)之后评估受试者的视力。
9.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中所述化合物或其盐配制为用于口服施用、经眼施用、眼内施用和/或局部施用,特别是用于局部应用至眼或局部应用至皮肤
10.根据前述权利要求中任一项使用的所述化合物或其盐,其中所述化合物或其盐配制为滴眼剂、眼膏剂、透皮贴剂软膏剂、凝胶、薄膜、片剂、胶囊、糖衣丸剂、药丸剂、可注射溶液或可植入装置的形式。
11.药物组合物,其包含根据前述权利要求中任一项所定义的式(I)化合物或其盐以及药学上可接受的赋形剂和/或载剂,所述药物组合物用于治疗或预防BEST1相关视网膜病变例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良的方法中。
12.根据权利要求1至10中任一项使用的所述化合物或其盐或根据权利要求11使用的所述药物组合物,其中BEST1相关视网膜病变是卵黄样黄斑病变和/或其中BEST1相关视网膜病变的特征在于BEST1的阴离子转运活性受损和/或降低。
13.根据权利要求1至10中任一项或12使用的所述化合物或其盐或根据权利要求11或
12使用的所述药物组合物,其中BEST1相关视网膜病变选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、常染色体隐性卵黄样黄斑病变,或图案性营养不良,特别是由于BEST1突变p.(Ala243Val)引起的图案性营养不良组成的组。
14.滴眼剂、眼膏剂、皮肤软膏、皮肤凝胶、透皮贴剂或可植入装置,特别是微药物递送系统,其包含(i)根据权利要求1至10中任一项或12或13使用的所述化合物或(ii)根据权利要求11至13中任一项使用的所述药物组合物。
15.包含一个或多个隔室的药物包装,其中至少一个隔室包含(i)根据权利要求1至10中任一项或12至13中任一项使用的所述化合物或其盐,或(ii)根据权利要求11至13中任一项使用的所述药物组合物。

说明书全文

用于治疗BEST1相关视网膜病变的调节突变体bestrophin 1

的异黄生物

技术领域

[0001] 本发明涉及如式(I)所定义的化合物或其盐,所述化合物或其盐用于治疗或预防Bestrophin 1(BEST1)相关视网膜病变(例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良)的方法中。本发明还涉及包含如式(I)所定义的化合物或其盐和药学上可接受的赋形剂和/或载剂的药物组合物,所述药物组合物用于治疗或预防BEST1相关视网膜病变(例如常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良(BVMD))的方法中。另外,本发明涉及包含一个或多个隔室的药物包装,其中至少一个隔室包含用于根据本发明的用途的本发明的如式(I)所定义的化合物或其盐或药物组合物。此外,本发明涉及滴眼剂、眼膏剂、皮肤软膏、皮肤凝胶、透皮贴剂或可植入装置,特别是微药物递送系统,其包含用于根据本发明的用途的根据本发明的(i)如式(I)中所定义的化合物或(ii)药物组合物。

背景技术

[0002] BEST1(MIM 607854)属于由四个进化相关基因的bestrophin家族(BEST1–4),每个基因都编码完整的膜蛋白。在人类中,它们作为激活的阴离子通道起作用,尽管每个在基因调控和组织分布方面都是特异性的。BEST1的突变最显著地定位于眼睛后部的人类视网膜色素上皮(RPE)的基底外侧质膜,其与至少四种不同的视网膜病变(即所谓的卵黄样黄斑病变(bestrophinopathies))相关,所述视网膜病变包括常染色体显性BVMD(MIM 153700)(Marquardt et al.,1998;Petrukhin etal.,1998)、常染色体显性玻璃体视网膜脉络膜病变(ADVIRC;MIM 193220)(Yardley et al.,2004)以及常染色体隐性卵黄样黄斑病变(autosomal recessive bestrophinopathy,ARB;MIM 611809)(Burgess et al.,2008)。最后,称为图案性黄斑营养不良的表型可以从典型的BVMD中分离出来,并且作为常染色体显性性状遗传,其在BEST1中具有特定的单个突变p.(Ala243Val)(Boon et al.2009;Khan et al.2018)。
[0003] BVMD是卵黄样黄斑病变的最常见的病理,其具有在1:5 000至大约1:50000之间的预估患病率。这是典型的早发型进行性病症。该疾病的特征在于脂褐素样物质的积聚,脂褐素样物质类似于后极的黄斑区域的“蛋黄(=卵黄样)”。过后,损伤的分解导致RPE/光感受器复合体的退化,从而导致视受损。一个重要的诊断特征是眼电图(electro‑ocologgram,EOG)反应中的异常Arden比值(光峰/暗谷比值)。与健康人相比,Best黄斑营养不良患者显示缓慢光峰上升减少,这一成分被认为反映了在RPE的基底外侧膜上的氯化物传导性的增加。
[0004] 迄今为止,人类基因突变数据库中已经报告了BEST1基因中超过250个独立的致病突变。这些突变影响BEST1的定位、蛋白质稳定性和离子控性质。因此,这些功能性损伤导致BEST1氯化物转运功能的丧失。
[0005] 鸡BEST1‑Fab复合物的X射线结构表明,真核生物BEST1通道是由五个同聚BEST1亚基组成的五聚体结构,形成长 的孔,其宽度刚好足以让脱氯离子通过。孔中的两个收缩部分,即所谓的“颈部(neck)”和“孔径(aperture)”,分别负责离子门控和离子选择性。冷冻电子显微镜和电生理记录显示,在鸡BEST1结构中引入各种突变会导致(i)阴离子之间的相对渗透性发生变化,(ii)产生具有显著改变的门控特性的通道,以及(iii)减少通道失活。
[0006] 迄今为止,在2021年3月30日提交的PCT/EP2021/058287中本发明的发明人已经提供了用于治疗BVMD和其他BEST1相关视网膜病变的鹰嘴豆芽素A衍生物。所述鹰嘴豆芽素A衍生物可以用于特异性改善受损的BEST1通道功能。它们能够恢复(BEST1介导的)阴离子转运,以解决BEST1相关的卵黄样黄斑病变(例如BEST1相关的BVMD)中的主要缺陷,即氯化物传导性受损。然而,仍然需要提供能够恢复(BEST1介导的)阴离子转运的其他化合物,以解决BEST1相关的卵黄样黄斑病变(例如BEST1相关的BVMD,特别是常染色体显性BVMD)中的主要缺陷,即氯化物传导性受损。特别是,所提供的化合物的临床评估必须证明哪些化合物最有效并且不会引起不良副作用

发明内容

[0007] 因此,本发明所要解决的问题是提供能够恢复(BEST1介导的)阴离子转运的化合物,以解决BEST1相关的卵黄样黄斑病变(例如BEST1相关的BVMD,特别是常染色体显性BVMD)中的主要缺陷,即氯化物传导性受损。
[0008] 异黄酮是植物激素的主要类别,近年来其已成为许多研究的焦点。鹰嘴豆芽素A是红三叶草花朵中发现的天然异黄酮,是染料木素(Genistein)的甲基化结构类似物(图4A),与鹰嘴豆芽素A不同,它大量存在于大豆植物和基于大豆的食品中。这两种异黄酮都是用于缓解绝经后症状的各种膳食补充剂的主要成分。除了它们的雌激素活性外,流行病学和临床研究表明染料木素对许多慢性疾病(例如心血管疾病和糖尿病)具有健康益处。红车轴草素(Pratensein)是鹰嘴豆芽素A的羟基化结构类似物,也存在于红三叶草中(图4A),并且可以具有预防动脉粥样硬化的作用。3’‑O–甲基香豌豆苷元是香豌豆苷元(Orobol)的甲基化结构衍生物(图4A),其具有潜在的镇痛特性并表现出中等的抗化活性。
[0009] 从染料木素、香豌豆苷元、红车轴草素和3’‑O–甲基香豌豆苷元的结构式可以明显看出,在原子C‑5、C‑7和C‑3’或C‑4’处的酚基团为衍生化提供机会以通过增加细胞摄取率及其生物利用度并且通过延长其稳定性来增强异黄酮主链的生物活性。已知生物活性酚类的酯通过增加亲脂性来增加渗透性,从而增强口服生物利用度和代谢稳定性。为了扩大异黄酮化合物的种类、改善药理性质并且提高物质活性,采用系统性酯前药方法开发了具有7个不同的官能团的新物质衍生物(图4B)和异黄酮主链染料木素、红车轴草素、3’‑O–甲基香豌豆苷元和香豌豆苷元。合成后,使用YFP卤化物转运测定分别测试了新的酯‑异黄酮衍生物在MDCKII和hiPSC‑RPE细胞模型中的功效。我们的研究结果表明,在C‑5和C‑7碳原子处的双边酯化(bilateral esterfication)与突变体BEST1的通道功能的非常显著的改善相关(图5B),而在C‑7位置处的单酯化显示出仅最小的影响或没有影响(图5A)。甚至可以通过分别在C‑4’和C‑3’位置进行额外的酯化来提高活性(图5C)。
[0010] 本发明的潜在问题通过权利要求中限定的主题来解决。附图说明
[0011] 以下附图用于说明本发明。
[0012] 图1描绘了表达正常和突变BEST1的MDCKII稳定细胞系的制备。(A)如图1A所示,选择代表蛋白质的热点突变区域的七个疾病相关突变。将正常的BEST1序列克隆到pcDNA3中,并且通过定点诱变制备突变体。(B)正常(WT)和突变(p.(T6P)、p.(L21V)、p.(W93C)、p.(R218C)、p.(L224M)、p.(Y227N)、p.(F305S))BEST1构建体在MDCKII细胞中稳定地转染。在含有G418的选择培养基中分离单克隆。稳定的细胞系在盖玻片上生长7天以实现细胞极性,并通过免疫细胞化学测定BEST1定位。
[0013] 图2示出了稳定地共表达YFP以及正常或突变BEST1的MDCKII细胞系中BEST1介导的卤化物转运的分析。(A)稳定地共表达野生型BEST1和YFP的MDCKII细胞系的代表性荧光‑图像。(B)卤化物转运测定背后原理的图解说明。当碘化物(I)通过开放的阴离子通道进入细胞时,MDCKII细胞中稳定地表达的YFP荧光减弱。(C)表达野生型BEST1和未转染的对照的–
MDCKII细胞中细胞荧光信号的时间进程(如图所示)。将细胞在40mM Cl (=100%)中孵育,– ‑ – – ‑
然后将Cl 取代为I (n=6)(左图)。将细胞在40mM I(=100%)中孵育,然后将I取代为Cl(右图)。(D)如(C)中的相同实验。MDCKII细胞不表达野生型或突变型BEST1(如图所示)(n=
6)。
[0014] 图3示出了药物筛选方法的示意图。将共表达YFP以及BEST1野生型(BEST1‑WT;白色圆圈)或突变型p.(R218C)(BEST1‑R218C;灰色圆圈)的稳定地转染的MDCKII细胞在黑色‑ ‑96孔板中培养六天。在添加测试化合物后,将细胞在40mM I中孵育6分钟,然后取代为Cl 。

八行中的每个灰色孔都装载了不同的化合物,并且绘制了施加Cl后的YFP强度的值的图(框式)。
[0015] 图4描绘了新异黄酮衍生物的开发。分别示出了鹰嘴豆芽素A和染料木素的主要代谢物和结构类似物的分子结构(图4A),以及在所示异黄酮的羟基位置处用于酯形成的选定官能团(图4B)。
[0016] 图5示出了酯化对MDCKII细胞中BEST1阴离子转运功能的影响。虽然与未处理的细胞相比,由官能团异丙基取代鹰嘴豆芽素A的C‑7位置处的单个羟基(鹰嘴豆芽素A‑7‑异丙酯)显示没有效果(图5A),但是在添加鹰嘴豆芽素A二异丙酯(其中在C‑7和C‑5位置处的两个羟基被取代)后突变型BEST1‑R218C的阴离子转运活性显著提高(图5B)。在异黄酮主链中引入3个异丙酯进一步提高了这种活性(图5C)。
[0017] 图6分别示出了来自健康供体(hiPSC‑RPE+/+)和杂合BEST1突变p.(R218C)(hiPSC‑RPE‑R218C/+)和p.(I295del)(hiPSC‑RPE‑I295del/+)的两个Best黄斑营养不良患者的iPSC‑RPE中BEST1介导的卤化物转运的分析。(A)使用特定的BEST1抗体的hiPSC‑RPE细胞系+/+、R218C/+和I295del/+的代表性荧光图像。虽然来自突变R218C/+和对照的hiPSC‑RPE显示在质膜上BEST1的正确定位,但是hiPSC‑RPE‑I295del/+中的大部分BEST1表明了细胞质中的错误定位。(B)如图所示的hiPSC‑RPE细胞系+/+、R218C/+和I295del/+中细胞荧光– – –信号的时间进程。将细胞在40mM I(=100%)中孵育,然后将I取代为Cl(n=6)。
[0018] 图7显示了相对于未处理的hiPSC‑RPE细胞,染料木素(图7A)和若干染料木素衍生物(即染料木素三乙酸酯(图7B)、染料木素三异丙酯(图7C)、染料木素三丙烯酸酯(图7D)、染料木素三碳酸异丙酯(图7E)和染料木素三戊酸酯(图7F))对患者来源的hiPSC‑RPE中BEST1阴离子转运功能的影响。虽然相对于未处理的细胞,在添加化合物递送后,染料木素(图7A)没有显示出任何影响,但是在添加染料木素三乙酸酯(图7B)、染料木素三异丙酯(图7C)、染料木素三丙烯酸酯(7D)、染料木素三碳酸异丙酯(图7E)和染料木素三戊酸酯(图7F)后,R218C/+hiPSC‑RPE细胞中的阴离子转运活性显著提高。
[0019] 图8揭示了相对于未处理的hiPSC‑RPE细胞,两种3’,4’‑O–二甲基香豌豆苷元衍生物和红车轴草素衍生物(即3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二乙酸酯(图8A)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二异丙酯(图8B)和红车轴草素三乙酸酯(图8C))对患者来源的hiPSC‑RPE细胞中BEST1阴离子转运功能的影响。相对于未处理的细胞,在添加各自化合物递送后,3’,4’‑O–二甲基香豌豆苷元(图8A)、3’,4’‑O–二甲基香豌豆苷元二异丙酯(图8B)和红车轴草素三乙酸酯(图8C)均提高R218C/+hiPSC‑细胞中的阴离子转运活性。

具体实施方式

[0020] 本文所使用的术语“染料木素(Genistein)”特别是指式(II)的化合物:
[0021]
[0022] 本文所使用的术语“染料木素”可以与术语“C15H10O5”或“4’,5,7‑三羟基异黄酮”或“5,7‑二羟基‑3‑(4‑羟基苯基)‑4H‑色烯‑4‑酮”同义使用。
[0023] 本文所使用的术语“红车轴草素(Pratensein)”特别是指式(III)的化合物:
[0024]
[0025] 本文所使用的术语“红车轴草素”可以与术语“5,7‑二羟基‑3‑(3‑羟基‑4‑甲氧基苯基)‑4H‑1‑苯并吡喃‑4‑酮”或“4’‑甲氧基‑3’,5,7‑三羟基异黄酮”或“3’‑羟基鹰嘴豆芽素A”或“C16H12O6”同义使用。
[0026] 本文所使用的术语“香豌豆苷元(Orobol)”特别是指式(IV)的化合物:
[0027]
[0028] 本文所使用的术语“香豌豆苷元”可以与术语“3’,4’,5,7‑四羟基异黄酮”或“3‑(3,4‑二羟基苯基)‑5,7‑二羟基‑4H‑1‑苯并吡喃‑4‑酮”或“C15H10O6”同义使用。
[0029] 本文所使用的术语“3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元”特别是指式(V)的化合物:
[0030]
[0031] 本文所使用的术语“3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元”可以与术语“5,7‑二羟基‑3’,4’‑二甲氧基异黄酮”或“C16H12O6”同义使用。
[0032] 本文所使用的术语“3’‑O‑甲基香豌豆苷元”特别是指式(VI)的化合物:
[0033]
[0034] 本文所使用的术语“3’‑O‑甲基香豌豆苷元”可以与术语“C16H12O6”或“5,7‑二羟基‑3‑(4‑羟基‑3‑甲氧基苯基)色烯‑4‑酮”或“4’,5,7‑三羟基‑3’‑甲氧基异黄酮”同义使用。
[0035] 在本文描述的任何化合物的背景中使用的术语“衍生物”涉及具有与本发明的所述化合物相关的结构的化学分子。优选地,衍生物仍然具有各自化合物的基本结构并且仅在可变残基处变化。更优选地,衍生物仍然具有式(I)至(XI)中各自概述的各自化合物的基本结构并且仅在位置R1、R2、R3、R4和/或X处变化。
[0036] 术语“BEST1相关视网膜病变”涉及由BEST1基因(MIM 607854)中的突变引起的视网膜病变。BEST1最显著地定位于眼睛后部中RPE的基底外侧质膜。BEST1中的突变会影响BEST1定位、蛋白质稳定性和离子门控性质。因此,这些功能性损伤导致BEST1通道功能(特别是阴离子转运功能,更优选是氯化物转运功能)的丧失,这导致眼睛视网膜的损伤。
[0037] 本文所使用的术语“BEST1”是bestrophin‑1的缩写。它可以与术语“VMD2”同义使用。BEST1属于四个进化相关基因的bestrophin家族(BEST1‑4),其编码完整膜蛋白。在人类中,它们特别作为钙激活的阴离子通道起作用,尽管每个在基因调控和蛋白质的组织分布方面都是特异性的。野生型BEST1(智人bestrophin 1,BEST1)优选具有如SEQ ID NO:1所示的基酸序列。野生型BEST1(智人bestrophin 1,BEST1)优选由如SEQ ID NO:2所示的核酸序列编码。
[0038] 术语“卵黄样黄斑病变(bestrophinopathy)”是指由BEST1基因中的一个或多个突变(特别是在BEST1基因中一个突变(在常染色体显性遗传的情况下)或两个突变(在常染色体隐性遗传的情况下))引起的退行性视网膜疾病的表型的组。
[0039] 本文所使用的术语“Best卵黄样黄斑营养不良(Best vitelliform macular dystrophy,BVMD)”也可以称为“Best黄斑营养不良”、“卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)”或简称为“Best疾病”。它是涉及RPE/光感受器复合体的遗传性视网膜营养不良,该疾病早期的特征是黄斑区中出现黄色“蛋黄”样病变。它是卵黄样黄斑病变的最常见表型。患有常染色体显性Best卵黄样黄斑营养不良的受试者的BEST1基因具有突变,这导致通道功能的丧失并且最终导致视网膜变性。
[0040] 术语“常染色体显性玻璃体视网膜脉络膜病变(autosomal  dominant vitreoretinochoroidopathy,ADVIRC)”是指影响周边视网膜的脉络膜视网膜色素障碍。根据现有技术,特别是五种BEST1基因突变p.(Gly83Asp)、p.(Val86Met)、p.(Val235Ala)、p.(Tyr236Cys)和p.(Val239Met)是ADVIRC的病因。该疾病的典型特征在于周边视网膜周围色素沉着过度带与清晰可辨的后部界线,并且可能与发育性眼部异常(developmental ocular anomaly)有关,例如小膜、小眼球、闭角型青光眼白内障。术语“常染色体隐性卵黄样黄斑病变(autosomal recessive bestrophinopathy,ARB)”是指由纯合子或复合杂合子BEST1基因突变引起的疾病。ARB的主要特征是黄斑区外部多灶性视网膜下沉积物、异常自发荧光和视网膜下液体积聚或黄斑水肿。杂合子亲本通常不表现出视网膜症状。
[0041] 本文所使用的术语“图案性营养不良(pattern dystrophy)”是指常染色体显性Best黄斑营养不良的特殊形式,其特别地与p.(Ala243Val)突变相关。在这种形式中,卵黄样病变正在消失,相反,形成了图案化色素变化。该疾病的进程通常是温和的。优选地,本文所使用的术语“图案性营养不良”专门与p.(Ala243Val)突变相关。
[0042] 本公开中描述的任何突变是指如SEQ ID NO:1所示的野生型BEST1。
[0043] 术语“提高氯化物传导性”是指当在相同条件下测试时,相对于不存在候选化合物的情况下氯化物传导性的可测量水平,在存在候选化合物的情况下给定测定中可测量的氯化物传导性水平提高。根据本发明,如果相对于不存在候选化合物的情况下,氯化物传导性水平提高至少约5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%、150%、200%、250%、300%或更多,则氯化物传导性得到提高。经提高的氯化物传导性代表经提高的阴离子转运活性。阴离子转运活性的提高可以例如按照实施例7或8中所述进行测试。因此,可以例如通过执行根据实施例7或8中所示的测试来评估提高的氯化物传导性。
[0044] 术语“恢复BEST1通道功能”特别是指如果BEST1通道功能(例如由于BEST1基因中的一个或多个突变而)受损,则BEST1阴离子转运功能(特别是氯化物转运功能)的修复。当在相同条件下测试并且与BEST1基因中没有突变的对照的BEST1通道功能进行比较时,相对于不存在候选化合物的情况下BEST1通道功能的可测量水平,可以在存在候选化合物的情况下在给定测定中测定BEST1通道功能的修复。如果在存在候选化合物的情况下,可以恢复BEST通道功能的至少约5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或更多,则根据本发明的BEST1通道功能得到恢复。如果在存在候选化合物的情况下,BEST1通道功能改进至少约100%、150%、200%、250%、300%或更多,则也可以使用术语“恢复BEST1通道功能”。
[0045] 本文所使用的术语“包含”不应被解释为受限于“由......组成”的含义(即,排除附加的其他物质的存在)。相反,“包含”意味着可选地可以存在附加物质。术语“包含”涵盖落入其范围“由......组成”(即,排除附加的其他物质的存在)和“包含但不由......组成”(即,要求附加的其他物质的存在)内的特别设想的实施方式,其中前者是更优选的。
[0046] 在本发明的第一目的中,设想提供BEST1氯化物通道的调节剂,其能够恢复BEST1通道功能。所述调节剂优选为调节突变bestrophin 1的异黄酮衍生物。特别地,本发明提供了具有式(I)的化合物或其盐:
[0047]
[0048] 其中
[0049] OR1是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,
[0050] OR2是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,
[0051] OR3是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,或者R3是甲基,和
[0052] X是氢或OR4,其中OR4是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯,或R4是甲基,
[0053] 所述化合物或其盐用于治疗或预防BEST1相关视网膜病变(例如BVMD、特别是常染色体显性BVMD)的方法中。
[0054] 在具有如上所定义的式(I)的化合物的优选实施方式中,如果X是氢,则R3不是甲基。因此,在具有如上所定义的式(I)的化合物的优选实施方式中,在当X是氢时的条件下,R3不是甲基。这意味着在优选实施方式中,如果X是氢,则OR3是乙酸酯、戊酸酯、异丙酯、丙烯酸酯、富马酸甲酯、氨基甲酸丁酯或碳酸异丙酯。
[0055] 预防BEST1相关视网膜病变(例如BVMD)包括优选地延迟BEST1相关视网膜病变(例如BVMD)的发作和/或进展。治疗BEST1相关视网膜病变(例如BVMD)还可以包括延迟BEST1相关视网膜病变(例如BVMD)的进展或在先前已经治疗该疾病之后预防该疾病的症状的复发。根据本发明的化合物能够调节BEST1转运通道,特别是通过提高受试者的RPE的基底外侧膜上的氯化物传导性,从而恢复BEST1通道功能。特别地,用于根据本发明的用途的化合物能够通过增强残余BEST1通道功能或激活受试者RPE中的其他但未定义的阴离子通道来补偿BEST1阴离子转运活性的降低。
[0056] 解决本发明的潜在问题的化合物是根据式(I)的化合物:
[0057]
[0058] 其中X是氢或OR4,和
[0059] R1、R2、R3和R4中的每一个可以独立地选自由以下残基中的任一个组成的组:
[0060]
[0061] 并且R3和R4也可以独立地是甲基,优选在如果R3是甲基,则X不是氢的条件下。
[0062] 在本发明的特别优选实施方式中,式(I)中的R1和R2是相同的。
[0063] 在本发明的另一个优选实施方式中,X是氢。如果X是氢,则式(I)所示的化合物是具有下式(VII)的染料木素衍生物:
[0064]
[0065] R1、R2和R3如上所定义。优选地,R1和R2是相同的。在另一个优选实施方式中,R1、R2和R3是相同的。优选地,R3不是甲基。
[0066] 染料木素三乙酸酯、染料木素三戊酸酯、染料木素三异丙酯、染料木素三丙烯酸酯、染料木素三(富马酸甲酯)、染料木素三(氨基甲酸丁酯)和染料木素三(碳酸异丙酯)代表用于根据本发明的用途的特别优选的染料木素衍生物。
[0067] 在本发明的另一个优选实施方式中,X是OR4并且R4是甲基。如果X是OR4并且R4为甲基,则式(I)所示的化合物是具有下式(VIII)的3’‑O‑甲基香豌豆苷元衍生物:
[0068]
[0069] R1、R2和R3如上所定义。优选地,R1和R2是相同的。在另一个优选实施方式中,R1、R2和R3是相同的。
[0070] 3’‑O‑甲基香豌豆苷元三乙酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三戊酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三异丙酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三丙烯酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(富马酸甲酯)、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(氨基甲酸丁酯)和3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(碳酸异丙酯)代表用于根据本发明的用途的特别优选的3’‑O‑甲基香豌豆苷元衍生物。
[0071] 在本发明的另一个优选实施方式中,R3是甲基,X是OR4并且R4是甲基。如果R3是甲基,X是OR4并且R4是甲基,则式(I)所示的化合物是具有下式(IX)的3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元衍生物:
[0072]
[0073] R1和R2如上所定义并且优选是相同的。
[0074] 3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二乙酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二戊酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二异丙酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二丙烯酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(富马酸甲酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(氨基甲酸丁酯)和3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(碳酸异丙酯)代表用于根据本发明的用途的特别优选的3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元衍生物。
[0075] 在本发明的另一个优选实施方式中,X是OR4。如果X是OR4,则式(I)所示的化合物为具有下式(X)的香豌豆苷元衍生物:
[0076]
[0077] R1、R2、R3和R4如上所定义。优选地,R1和R2是相同的。在另一个优选实施方式中,R3和R4是相同的。在另一个优选实施方式中,R1、R2和R3是相同的。在另一个优选实施方式中,R1、R2和R4是相同的。在另一个优选实施方式中,R1、R2、R3和R4是相同的。
[0078] 3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四乙酸酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四戊酸酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四异丙酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四丙烯酸酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四(富马酸甲酯)、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四(氨基甲酸丁酯)和3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四(碳酸异丙酯)代表用于根据本发明的用途的特别优选的香豌豆苷元衍生物。
[0079] 在本发明的另一个优选实施方式中,R3是甲基并且X是OR4。如果R3是甲基并且X是OR4,则式(I)所示的化合物是具有下式(XI)的红车轴草素衍生物:
[0080]
[0081] R1、R2和R4如上所定义。优选地,R1和R2是相同的。在另一个优选实施方式中,R1、R2和R4是相同的。
[0082] 红车轴草素三乙酸酯、红车轴草素三戊酸酯、红车轴草素三异丙酯、红车轴草素三丙烯酸酯、红车轴草素三(富马酸甲酯)、红车轴草素三(氨基甲酸丁酯)和红车轴草素三(碳酸异丙酯)代表用于根据本发明的用途的特别优选的红车轴草素衍生物。
[0083] 在本发明的一个优选实施方式中,用于根据本发明的用途的化合物或其盐是选自由以下组成的组的化合物:染料木素三乙酸酯、染料木素三戊酸酯、染料木素三异丙酸酯、染料木素三丙烯酸酯、染料木素三(富马酸甲酯)、染料木素三(氨基甲酸丁酯)、染料木素三(碳酸异丙酯)、红车轴草素三乙酸酯、红车轴草素三戊酸酯、红车轴草素三异丙酯、红车轴草素三丙烯酸酯、红车轴草素三(富马酸甲酯)、红车轴草素三(氨基甲酸丁酯)、红车轴草素三(碳酸异丙酯)、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三乙酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三戊酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三异丙酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三丙烯酸酯、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(富马酸甲酯)、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(氨基甲酸丁酯)、3’‑O‑甲基香豌豆苷元三(碳酸异丙酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二乙酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二戊酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二异丙酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二丙烯酸酯、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(富马酸甲酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(氨基甲酸丁酯)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二(碳酸异丙酯)、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四乙酸酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四戊酸酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四异丙酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四丙烯酸酯、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四(富马酸甲酯)、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四(氨基甲酸丁酯)、3’,4’,5,7‑O‑香豌豆苷元四(碳酸异丙酯)。
[0084] 在本发明的另一个优选实施方式中,用于根据本发明的用途的化合物或其盐是选自由以下组成的组的化合物:
[0085]
[0086] 治疗、预防和/或延迟BEST1相关视网膜病变(例如BVMD)的发作或进展的方法优选包括向受试者施用如上定义的用于根据本发明的用途的化合物或其盐。优选地,以足以提高受试者的RPE的基底外侧膜上的氯化物传导性的量施用所述化合物或其盐。优选地,以足以恢复BEST1通道功能的量施用它。优选地,以足以通过增强残余BEST1通道功能或激活受试者的RPE中其他但未定义的阴离子通道来补偿BEST1的降低的阴离子转运活性的量来施用它。在优选的实施方式中,治疗方法另外地包括BEST1的分子遗传学测试的步骤。在特别优选实施方式中,该方法包括以下步骤:
[0087] (i)在治疗前评估受试者的视力;
[0088] (ii)BEST1基因的分子遗传学检测;
[0089] (iii)向受试者施用如上所定义的优选化合物或其盐;和
[0090] (iv)在步骤(iii)之后评估受试者的视力。
[0091] BEST1基因的分子遗传学测试可以从受试者的外周血样本中提取的DNA进行。突变分析可以通过桑格链终止法(Sanger chain termination method)来完成,桑格链终止法是基于体外DNA复制期间通过DNA聚合酶选择性掺入链终止双脱氧核苷酸(ddNTP)的DNA测序技术。具体地,将从受试者的BEST1基因中对11个编码序列(外显子)和各自的两侧内含子区域(每个约20个基对)的核苷酸序列进行测序。
[0092] 本发明还涉及用于如上所定义的治疗、预防和/或延迟BEST1相关视网膜病变的发作或进展的方法中的药物组合物,所述药物组合物包含如上定义的优选化合物或其盐和药学上可接受的赋形剂和/或载剂。
[0093] 根据本发明的药物组合物可以另外地含有一种或多种常规添加剂。此类添加剂的一些实施例包括增溶剂(例如甘油);抗氧化剂(例如苯扎氯铵、苯甲醇、氯酮或氯丁醇);和/或等渗剂。作为防止氧化或其他腐败的另外的预防措施,药物组合物可以储存在使用不可渗透的瓶塞密封的小瓶中在合适的气体(例如氮气)下。
[0094] 优选地,本发明的如上所定义的优选化合物或其盐和/或药物组合物用于治疗或预防BEST1相关视网膜病变(特别是所谓的卵黄样黄斑病变)的方法中。在本发明的优选实施方式中,所述BEST1相关视网膜病变或卵黄样黄斑病变是由BEST1蛋白的改变造成的,BEST1蛋白的改变可能是由BEST1基因中的突变造成的。优选地,此类BEST1相关视网膜病变或卵黄样黄斑病变是由BEST1的受损和/或降低的阴离子转运活性造成或表征。BEST1相关视网膜病变或卵黄样黄斑病变可以选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)、常染色体隐性卵黄样黄斑病变或图案性营养不良组成的组,更优选地选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)、常染色体隐性卵黄样黄斑病变或图案性营养不良组成的组。尤其优选的是治疗和预防常染色体显性BVMD。在本发明的优选实施方式中,BEST1相关视网膜病变或卵黄样黄斑病变不包括常染色体显性玻璃体视网膜脉络膜病(ADVIRC)。因此,在本发明的优选实施方式中,本发明的如上所定义的优选化合物或其盐和/或药物组合物用于治疗或预防不包括常染色体显性玻璃体视网膜脉络膜病(ADVIRC)的BEST1相关视网膜病变的方法中。
[0095] 待治疗的受试者优选是人或动物,特别是哺乳动物,最优选是人。可以将有效量的本发明的如上所定义的优选化合物或其盐和/或药物组合物施用至有需要的受试者。本领域技术人员可以在临床前试验和临床试验期间通过医师和临床医生熟悉的方法容易地确定待施用的化合物的有效量。
[0096] 根据本发明的所有实施方式,可以通过施用药物化合物的多种众所周知方法中的任一种向有需要的受试者施用有效量的用于治疗或预防BEST1相关视网膜病变的方法中的如上所定义的优选化合物或其盐,优选以药物组合物的形式。该化合物可以局部或全身施用。施用途径可以是口服、局部、经眼、眼内、通过滴眼剂、或通过玻璃体内注射、或任何其他合适的施用途径。
[0097] 在另一方面,本发明涉及制备药物组合物的方法,所述方法包括将本发明的化合物或其盐和/或药物组合物与药学上可接受的稀释剂、赋形剂或载剂混合。
[0098] 本发明还涉及包含一个或多个隔室的药物包装,其中至少一个隔室包含本发明的如上所定义的优选化合物或其盐或药物组合物。
[0099] 在优选实施方式中,根据本发明的化合物或其盐或药物组合物配制为用于局部施用,特别是局部施用至眼睛,特别是用于眼内施用。优选地,其配制为滴眼剂、眼膏剂或可植入装置的形式。或者,根据本发明的化合物或其盐或药物组合物可以配制为用于局部施用至皮肤,例如以软膏剂、凝胶、薄膜、透皮贴剂或类似的含有药物的复合装置(特别是微孔聚合物薄膜或水醇凝胶基质)的形式,用于有效并且受控的透皮药物递送。或者,根据本发明的化合物或其盐或药物组合物可以配制为用于口服施用,例如以片剂、胶囊剂、糖衣丸剂或药丸剂的形式,但也可以以可注射溶液或任何其他医学上合理的盖仑制剂的形式。优选地,盖仑制剂可以包含合适的载剂、稳定剂、调味剂、缓冲剂或其他合适的试剂
[0100] 因此,本发明还涉及包含如上所定义的优选化合物或其盐和药学上可接受的赋形剂和/或载剂的滴眼剂或眼膏剂。滴眼剂或眼膏剂或滴眼剂或眼膏剂形式的制剂可以按照本领域技术人员已知的进行制备。例如,滴眼剂可以使用张度剂(例如浓缩甘油或氯化钠)、缓冲剂(例如磷酸钠或乙酸钠)、表面活性剂(例如聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯或聚氧乙烯40硬脂酸酯)、稳定剂(例如柠檬酸钠或乙二胺四乙酸钠)和/或防腐剂(例如苯扎氯铵或对羟基苯甲酸酯)来制备。滴眼剂的pH优选在眼用制剂可接受的范围内。例如,其pH可以在4至8的范围内。眼膏剂可以使用通常使用的基质(例如白色软石蜡或液体石蜡)来制备。
[0101] 在优选实施方式中,根据本发明的化合物或其盐或药物组合物配制为用于眼内施用,特别是以可植入装置的形式,特别是微药物储库(micro‑drug‑reservoir),用于有效并且受控的眼部药物递送,特别是眼内药物递送。当储库被植入到例如眼睛中时,医生可以补充药物而无需移除储库。可植入装置可以按照本领域技术人员已知的进行制备。例如,可以植入目前在III期临床试验中测试的端口递送系统(Port  Delivery System,ClinicalTrials.gov标识符:NCT03677934)。
[0102] 因此,本发明还涉及可植入装置,特别是可植入微药物递送系统,其包含如上定义的优选化合物或其盐以及药学上可接受的赋形剂和/或载剂。
[0103] 在优选实施方式中,根据本发明的化合物或其盐或药物组合物配制为用于以透皮贴剂和类似的含有药物的复合装置(特别是微孔聚合物薄膜或水醇凝胶基质的形式)局部施用至皮肤,用于有效并且受控的透皮药物递送。透皮贴剂可以按照本领域技术人员已知的进行制备。例如,在1984年,用于女性激素替代疗法的第一个透皮雌二醇系统(美国,加利福尼亚州,帕罗奥图,Alza Corporation)进入美国市场(Good et al.,1985)。
[0104] 因此,本发明还涉及包含如上所定义的优选化合物或其盐以及药学上可接受的赋形剂和/或载剂的皮肤软膏、皮肤凝胶或透皮贴剂。皮肤凝胶和皮肤软膏可以按照本领域技术人员已知的进行制备。例如,可以使用定量施用器(metered‑dose applicator),例如包装为100剂其中每剂0.87g凝胶的 (在水醇凝胶基质中0.06%的雌二醇;美国,新泽西州,萨默塞特郡,Meda Pharmaceuticals),以及包装为单次使用凝胶填充小袋(0.25、0.5和1.0g凝胶填充箔袋分别含有0.25、0.5和1mg雌二醇)的 (芬兰,图尔库,Orion Corporation Pharm)。
[0105] 在优选实施方式中,如上所述的药物包装、滴眼剂、眼膏剂、可植入装置、皮肤软膏、皮肤凝胶和/或透皮贴剂用于根据本文所述的本发明的用途。
[0106] 本发明的所有实施方式的如上所定义的优选化合物的盐优选是各自化合物的药学上可接受的盐。
[0107] 在本发明的具体实施方式中,本发明的如上所定义的优选化合物或其盐和/或药物组合物用作治疗BEST1相关视网膜病变(特别是所谓的卵黄样黄斑病变)的药物,所述BEST1相关视网膜病变可以选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)、常染色体显性玻璃体视网膜脉络膜病变(ADVIRC)、常染色体隐性Best卵黄样黄斑病变或图案性营养不良组成的组,更优选地选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)、常染色体隐性卵黄样黄斑病变或图案性营养不良组成的组。特别优选的是常染色体显性BVMD的治疗。
[0108] 在本发明的另一个具体实施方式中,本发明的化合物或其盐和/或药物组合物用于制造用于治疗BEST1相关视网膜病变(特别是所谓的卵黄样黄斑病变)的药物,所述BEST1相关视网膜病变可以选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)、常染色体显性玻璃体视网膜脉络膜病变(ADVIRC)、常染色体隐性Best卵黄样黄斑病变或图案性营养不良组成的组,更优选地选自由常染色体显性Best黄斑营养不良、卵黄样黄斑营养不良‑2(VMD2)、常染色体隐性卵黄样黄斑病变或图案性营养不良组成的组。特别优选的是常染色体显性BVMD的治疗。
[0109] 本发明的另一方面是治疗上述列出的医学病症的方法,其通过向受试者(特别是人类或动物)施用或应用如上所定义的化合物或其盐或包含此类化合物或其盐的药物组合物。
[0110] 在又一方面,本发明提供提高有需要的受试者中RPE的基底外侧膜上的氯化物传导性的方法。该方法包括向受试者施用有效量的如上所定义的优选化合物或其盐或包含此类化合物或其盐的药物组合物。
[0111] 在又一方面,本发明提供恢复BEST1通道功能的方法。该方法包括向受试者施用有效量的如上所定义的优选化合物或其盐或包含此类化合物或其盐的药物组合物。
[0112] 最后,本发明提供激活除BEST1以外的其他通道的方法,以补偿BEST1的阴离子转运活性的降低。该方法包括向受试者施用有效量的如上所定义的优选化合物或其盐或包含此类化合物或其盐的药物组合物。
[0113] 以下实施例解释本发明但不认为是限制本发明。应当理解,本文公开的详细描述和具体实施例(表明本发明的特定实施方式)仅以说明的方式给出,因为在本发明的精神和范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
[0114] 实施例1‑稳定的MDCKII细胞系的制备
[0115] 按照制造商(美国,沃尔瑟姆,Thermofisher Scientific)的说明书,使用Lipofectamine 3000转染试剂进行MDCKII细胞的转染。将表达野生型和突变型BEST1的MDCKII细胞在含有500mg/ml G418的选择培养基中培养2周,然后将单细胞接种到96孔板中。每个细胞系选择1至5个单克隆。
[0116] 实施例2‑从Best黄斑营养不良患者中制备hiPSC‑RPE细胞系
[0117] 从携带BEST1基因疾病相关突变的Best黄斑营养不良患者以及携带两个正常BEST1基因拷贝的健康对照受试者中收集皮肤活体组织检查(skin biopsy)。通过过度表达转录因子OCT3/4、Sox2、Klf4和c‑Myc,建立并且重新编程成人真皮纤维细胞为人诱导多能干细胞(hiPSC)(Takahashi et al.,2007)。随后,如Brandl等人(2014)所描述的,细胞分化为hiPSC衍生的RPE细胞。
[0118] 实施例3‑免疫荧光标
[0119] 将细胞单层在4%多聚甲(PFA)/PBS中固定10分钟,并且用含有0.3%Triton X‑100和10%山羊血清的PBS封闭25分钟。在4℃ON下与针对BEST1的第一抗体和荧光偶联的第二抗体一起孵育。免疫标记的hiPSC‑RPE或MDCKII细胞在Zeiss共聚焦显微镜LSM 510(德国,哥廷根,Zeiss)上成像。
[0120] 实施例4‑YFP‑卤化物转运测定
[0121] 人hiPSC‑RPE或MDCKII细胞是通过慢病毒颗粒转导的,所述慢病毒颗粒是使用Ca2+磷酸盐转染法将黄色荧光蛋白(YFPH148Q/I152L)‑pLJM1以及辅助质粒pMD2.G和psPAX2共‑同转染HEK293T细胞而制备的。在96孔黑色微量滴定板中培养六周后,将使用含有40mM Cl– ‑
的溶液孵育细胞,并且在Tecan酶标仪中测量基础YFP荧光。随后,使用等摩尔的I取代Cl ,并且以10秒的间隔在另外的2min内监测YFP荧光强度的降低。该测定可以以相反的顺序进‑ – ‑
行,其中使用含有40mM I 的溶液预孵育细胞,然后使用等摩尔Cl取代I。以1min的间隔在另外的7min内监测YFP荧光强度的提高。
[0122] 实施例5‑表达正常和突变BEST1的MDCKII稳定细胞系的制备
[0123] 最初,稳定的MDCKII细胞系结构性表达正常BEST1并且建立疾病相关的BEST1突变体(即p.(T6P)、p.(L21V)、p.(W93C)、p.(R218C)、p.(L224M)、p.(Y227N)、p.(F305S))。突变体位于BEST1的四个突变热点(White et al.,2000)(图1A)。结果表明,极化的MDCKII细胞系是研究上皮细胞中蛋白质运输和阴离子传导性的非常适合的模型(Milenkovic et al.,2011;Milenkovic et al.,2018)。使用人多克隆抗体对BEST1进行免疫染色,结果表明野生型BEST1和突变型BEST1‑R218C的蛋白质定位到质膜,而其余6个突变型蛋白质主要地积聚在细胞质中(图1B)。
[0124] 实施例6‑细胞系中BEST1介导的阴离子转运的分析
[0125] 为了分析前面实施例中制备的细胞系中BEST1介导的阴离子转运,采用了已经完善建立的卤化物转运测定(Galietta et al.,2001)。所有细胞系均使用基于黄色YFP的卤化物传感器YFP(H148Q/I152L)进行病毒转导,并且接种在黑色96孔板上,显示出明亮且均‑匀的细胞荧光,所述细胞荧光对碘离子(I)高度敏感(Jayaraman et al.,1999)(图2A)。随‑
着时间的推移,添加I会导致特定的YFP猝灭,并且可以在酶标仪上监测荧光强度的变化‑
(图2B)。使用含有40mM Cl 的溶液孵育MDCKII或hiPSC‑RPE细胞并且在6分钟后测量稳态‑ ‑ –
YFP荧光信号强度。随后,使用等摩尔的I取代Cl,并且由于BEST1介导的I流入,在长达2分钟的时间进程内通过降低YFP强度来监测阴离子渗透性(图2C左图)。对于若干独立的BEST1野生型细胞系,观察到荧光强度快速降低至约30%至40%,而未转染的对照细胞系保持平‑
坦(图2C左图)。我们还以相反的顺序进行了该测定,其中使用含有40mM I的溶液预孵育细‑
胞,然后使用等摩尔Cl 替取代I‑(图2C右图)。为了证明该测定在表征BEST1的通道功能方面的实用性,所有Best黄斑营养不良相关细胞系均在相同条件下进行分析。与未转染的对照相比,没有发现突变细胞系的荧光强度的显著差异,这表明BEST1突变体的通道活性大大降低,而表达野生型BEST1的细胞系由于BEST1介导的离子流入而显示出荧光信号减少的快速动力学(图2D)。总之,这些数据表明,该测定是用于测试化合物是否通过增强残余BEST1通道功能(增效剂)或激活除BEST1以外的其他通道来补偿其降低的阴离子转运活性,从而作用于BEST1离子通道的合适系统。
[0126] 实施例7‑评估异黄酮衍生物对MDCKII细胞中BEST1转运功能的影响
[0127] 将共表达YFP和BEST1野生型或突变体p.(R218C)的MDCKII细胞接种在黑色96孔板上并且培养6天以实现极性,这是在上皮细胞中BEST1的正确定位的要求。在96孔板中以10μ‑ ‑M浓度单独测试化合物。在添加化合物24小时后,细胞经受向外定向的I梯度以驱动I流出并且产生增加的荧光信号。每个测定由以下组成:记录基线荧光持续10秒(=100%值),然‑
后记录添加含有Cl溶液后增加的荧光7min。图3示出了筛选方法的示意图。三种异黄酮衍–
生物对BEST1‑R218C MDCKII细胞中Cl 流出的动力学的影响如图5所示。突变型BEST1‑R218C对鹰嘴豆芽素A‑7‑异丙酯的递送没有影响(图5A),而添加鹰嘴豆芽素A二异丙酯则大大提高了阴离子转运活性(图5B)。染料木素三异丙酯可以进一步增强这种活性(图5C)。
[0128] 实施例8‑评估从患有Best黄斑营养不良的患者中制备的hiPSC‑RPE细胞中的若干异黄酮衍生物的生物活性
[0129] 接下来,测试了来自MDCKII细胞系中基于荧光的测定中的结果是否可以在基于细胞系的疾病相关模型系统中得到验证出于这个目的,从健康供体(hiPSC‑RPE+/+)和BEST1突变p.(R218C)(hiPSC‑RPE‑R218C/+)杂合的Best黄斑营养不良患者的皮肤成纤维细胞中制备了iPSC‑RPE。随后,使用YFP慢病毒转导来自+/+和R218C/+的RPE细胞。在跨室过滤器(transwell filter)上培养4周后,将细胞接种到黑色96孔板上,并且另外培养2周以实现极性,这是在上皮细胞中BEST1的基底外侧正确定位的关键要求。在96孔板中以20μM浓度测‑试化合物。在添加化合物24小时后,细胞经受向外定向的碘化物(I)梯度以驱动BEST1介导‑ ‑
的I流出并且产生增强的荧光信号。每个测定由以下组成:在I预孵育6min(=100%值)后‑
记录YFP猝灭,然后记录添加含有氯化物(Cl)的溶液后增加的荧光7min。在酶标仪上监测荧光强度的变化。测试了染料木素(图7A)、染料木素三乙酸酯(图7B)、染料木素三异丙酯(图7C)、染料木素三丙烯酸酯(图7D)、染料木素三异丙碳酸酯(图7E)、染料木素戊酸酯(图
7F)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二乙酸酯(图8A)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二异丙酯‑
(图8B)、红车轴草素三乙酸酯(图8C)对I流出的动力学的影响。虽然与未处理的细胞相比,染料木素在添加各自化合物递送后没有显示出影响,但在添加染料木素三乙酸酯(图7B)、染料木素三异丙酯(图7C)、染料木素三丙烯酸酯(图7D)、染料木素三(碳酸异丙酯)(图7E)、染料木素戊酸酯(图7F)、二甲基香豌豆苷元二乙酸酯(图8A)、3’,4’‑O‑二甲基香豌豆苷元二异丙酯(图8B)和红车轴草素三乙酸酯(图8C)后,阴离子转运活性得到大大提高。
[0130] 参考文献
[0131] Boon,C.J.,Theelen,T.,Hoefsloot,E.H.et al.(2009)Clinical and molecular genetic analysis of best vitelliform macular dystrophy.Retina 29:835‑847.[0132] Brandl,C.,Zimmermann,S.J.,Milenkovic,V.M.,Rosendahl,S.M.,Grassmann,F.,Milenkovic,A.,Hehr,U.,Federlin,M.,Wetzel,C.H.,Helbig,H.et aL(2014).In‑DepthCharacterisation of Retinal Pigment Epithelium(RPE)Cells Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells(hiPSC).Neuromolecullar Med.
[0133] Burgess,R.,Millar,I.D.,Leroy,B.P.,Urquhart,J.E.,Fearon,I.M.,De Baere,E.,Brown,P.D.,Robson,A.G.,Wright,G.A.,Kestelyn,P.et al.(2008).Biallelic mutation of BEST1 causes a distinct retinopathy in humans.Am J Hum Genet 82,19‑31.
[0134] Galietta,L.V.,Jayaraman,S.and Verkman,A.S.(2001).Cell‑based assay for high‑throughPut quantitative screening of CFTR chloride transport agonists.Am J Physiol Cell Physiol 281,C1734‑42.
[0135] Good WR,Powers MS,Campbell P,Schenkel L.A new transdermal delivery system for estradiol.J Control Release.1985;2:89‑97.
[0136] Jayaraman,S.,Teitler,L.,Skalski,B.and Verkman,A.S.(1999).Long‑wavelength iodide‑sensitive fluorescent indicators for measurement of functional CFTR expression in cells.Am J Physiol 277,C1008‑18.
[0137] Khan,K.N.,Islam,F.,Moore,A.T.et al.(2018)The fundus phenotype associated with the p.Ala243Val BEST1 mutation.Retina 38:606‑613.
[0138] Marquardt,A.,Stohr,H.,Passmore,L.A.,Kramer,F.,Rivera,A.and Weber,B.H.(1998).Mutations in a novel gene,VMD2,encoding a  protein of unknown properties cause juvenile‑onset vitelliform macular dystrophy(Best′s disease).Hum Mol Genet 7,1517‑25.
[0139] Milenkovic,A.,Milenkovic,V.M.,Wetzel,C.H.and Weber,B.H.F.(2018).BEST1 protein stability and degradation pathways differ between autosomal dominant Best disease and autosomal recessive bestrophinopathy accounting for the distinct retinal phenotypes.Hum Mol Gent 27,1630‑1641.
[0140] Milenkovic,V.M.,Rohrl,E.,Weber,B.H.and Strauss,O.(2011).Disease‑associated missense mutations in bestrophin‑1 affect cellular trafficking and anion conductance.JCell Sci 124,2988‑96.
[0141] Petrukhin,K.,Koisti,M.J.,Bakall,B.,Li,W.,Xie,G.,Marknell,T.,Sandgren,O.,Forsman,K.,Holmgren,G.,Andreasson,S.et al.(1998).Identification of the gene responsible for Best macular dystrophy.Nat Genet 19,241‑7.
[0142] Takahashi,K.,Tanabe,K.,Ohnuki,M.,Narita,MI.,Ichisaka,T.,Tomoda,K.and Yamanaka,S.(2007).Induction of pluriPotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors.Cell 131,861‑72.
[0143] White,K.,Marquardt,A.and Weber,B.H.(2000).VMD2 mutations in vitelliform macular dystrophy(Best disease)and other maculopathies.Hum Mutat 15,301‑8.
[0144] Yardley,J.,Leroy,B.P.,Hart·Holden,N.,Lafaut,B.A.,Loeys,B.,Messiaen,L.M.,Perveen,R.,Reddy,M.A.,Bhattacharya,S.S.,Traboulsi,E.et al.(2004).Mutations of VMD2 splicing regulators cause nanophthalmos and autosomal dominant vitreoretinochoroidoPathy(ADVIRC).Invest Ophthalmol Vis Sci 45,3683‑9.
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