GSK口服型高效、高選擇性TRPV4抑制劑GSK2193874的開發(fā)

　　瞬變感受器電位蛋白V4 (TRPV4)離子通道是瞬時感受器電位(TRP)家族成員，在人體內(nèi)，TRPV4可以在多種細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，包括肺部調(diào)控鈣離子進(jìn)入的血管內(nèi)皮細(xì)胞。研究證明，用TRPV4小分子激動劑激活TRPV4可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞收縮，造成患者心血管崩潰性肺水腫。又有研究發(fā)現(xiàn)，充血性心力衰竭可使患者左心室向外周循環(huán)系統(tǒng)的泵血能力下降，以此會導(dǎo)致左心室擴(kuò)張，并使肺血管壓力相應(yīng)增加，進(jìn)而導(dǎo)致肺水腫。因此，TRPV4抑制劑是心血管崩潰性肺水腫潛在新型治療藥物。

　　同時，研究還顯示TRPV4與多種疾病有關(guān)，包括神經(jīng)源性肺水腫、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征、膀胱過動癥、疼痛、遺傳性運(yùn)動神經(jīng)元疾病、心血管及骨相關(guān)疾病。

　　圖一 已報導(dǎo)的TRPV4抑制劑

　　如圖一所示，包括葛蘭素史克、輝瑞、Hydra Biosciences公司、Renovis公司等多個公司在內(nèi)曾報道過多個TRPV4抑制劑，但這些抑制劑大多不能滿足口服需要，且存在效力及選擇性不佳等多種問題。因此，急需開發(fā)更多地高選擇性、強(qiáng)效TRPV4抑制劑。

　　圖二 TRPV4抑制劑1a優(yōu)化思路

　　化合物1a是葛蘭素史克通過高通量篩選獲得的TRPV4抑制分子。該藥物分子對HEK293細(xì)胞有較好的抑制活性，IC50值為2μM。但該分子對神經(jīng)激肽NK2及NK3具有較強(qiáng)的雙重抑制作用。此外，化合物1a具有清除率高等藥動學(xué)數(shù)據(jù)不佳等問題。因此，化合物1a尚需進(jìn)行進(jìn)一步地藥物開發(fā)。

　　葛蘭素史克的研究人員對1a的優(yōu)化思路如圖二所示，他們將喹啉化合物1a分為四個區(qū)域來進(jìn)行構(gòu)效分析：2-芳基取代(R1)；氨基改性(R2)；芐基酰胺改性(R3、R3a)；喹啉取代(R4)。這些喹啉衍生物的合成如圖三所示，研究人員采用取代的靛紅為原料，通過與乙基芳基酮在堿性條件下反應(yīng)，得到中間體2；或者使用取代苯胺為原料，與取代苯甲醛、2-酮丁酸反應(yīng)得到中間體2。中間體2經(jīng)過酯化、溴代、哌啶類似物取代即可得到中間體3，中間體3水解與相應(yīng)的芳胺進(jìn)行縮合，即可得到一系列地化合物1a衍生物。

　　圖三 喹啉衍生物的合成

　　由于R1區(qū)域?qū)ι窠?jīng)激肽NK2及NK3活性敏感，葛蘭素史克的藥物開發(fā)人員首先對R1取代進(jìn)行了修飾。如圖四所示，通過多種取代分析，研究人員找到了TRPV4 IC50為2.5nM的強(qiáng)效藥物分子9a，該分子的活性為原有分子1a的128倍。且通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，9a對NK2及NK3的抑制活性IC50分別為1.3、2.5μM，即TRPV4抑制活性在NK2、NK3的520倍以上，具有較高的選擇性。

　　圖四 R1區(qū)域構(gòu)效分析

　　接著，研究人員采用化合物9a為模板，對哌啶取代R2進(jìn)行了分析。

　　圖五 R2區(qū)域構(gòu)效分析

　　如圖四五，研究對R2位進(jìn)行了多種取代，但結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原有哌啶取代(9a)的活性較高，出了嗎啉環(huán)取代具有較高活性外(化合物14)，其他取代均會使化合物的活性降低。

　　圖六 R3、R3a區(qū)域構(gòu)效分析

　　于是，研究人員繼續(xù)采用9a為模板，進(jìn)行R3、R3a取代的構(gòu)效分析，如圖六所示，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)R3、R3a分別為CF3及H取代時，活性有較大差異(化合物20及21)，這說明該位置取代基團(tuán)的手性會影響活性。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，R3為CF3取代的化合物20及環(huán)丙烷取代的化合物23的TRPV4抑制活性高于9a。

　　圖七 R4區(qū)域構(gòu)效分析

　　由此，研究人員采用化合物20、23為模板進(jìn)行了R4區(qū)域構(gòu)效分析，結(jié)果如圖七所示。通過R4的取代分析，研究人員成功找到了TRPV4抑制活性更高的化合物27及化合物28。通過進(jìn)一步分析，研究人員發(fā)現(xiàn)化合物28的選擇性優(yōu)于化合物27。并且，化合物28 (GSK2193874)的給藥量達(dá)到30mg/kg也不會影響血壓及心率，即具有較高的安全性。

　　總之，葛蘭素史克的新藥開發(fā)人員通過對高通量篩選得到的TRPV4抑制活性分子1a進(jìn)行大量修飾及構(gòu)效分析，得到了口服型高效、高選擇性TRPV4抑制劑GSK2193874。葛蘭素史克方面表示，他們將對該藥物分子進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)，爭取早日讓口服型高效、高選擇性TRPV4抑制劑上市，造福廣大患者。