專利名稱：用于葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制的組合物和方法
用于葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制的組合物和方法相關(guān)串請
本申請要求保護2010年3月24日提交的美國臨時申請?zhí)?1/317，062的權(quán)益，所述申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。關(guān)于聯(lián)邦贊助研究的聲明
美國國家科學(xué)基金通過創(chuàng)新獎助金(HER-0227907)的合作，部分地贊助本工作。美國政府可在本發(fā)明中具有一定權(quán)利。
背景技術(shù)：
自2008年起，癌癥已超過心血管疾病，成為美國的第一殺手，僅在2008年，估計有565，650個美國人死于癌癥。已提出關(guān)于癌癥的起因的不同理論，并且已制定和開發(fā)許多策略用于對抗所述疾病。一些癌癥例如乳腺癌的死亡率在過去30年間已顯著減少，這主要是因為早期檢測而不是因為治療，而其它癌癥例如肺癌和胰腺癌的死亡率實際上卻增加。絕對和迫切需要新方法用于進一步改進現(xiàn)存癌癥療法以及用于治療對其而言仍無有效療法的那些癌癥。葡萄糖剝奪可具有成為這類新型且有效抗癌策略之一的潛力，這是因為在理解Warburg效應(yīng)上取得的最新進展所致，Warburg效應(yīng)即癌細(xì)胞對增加的葡萄糖轉(zhuǎn)運和葡萄糖代謝(主要是糖酵解)增加的和“沉迷的”依賴。幾乎所有癌癥的共同特征之一以及亦可能是它們的共同弱點之一，為增加的葡萄糖攝取以及對于將葡萄糖作為細(xì)胞生長和增殖的結(jié)構(gòu)單元來源、能源或二者的增加的依賴性。盡管癌癥并非單一疾病，但是不同的癌癥特別是實體惡性瘤的確共享一些共同特征。這類共同特征之一為，它們均比正常細(xì)胞長得快并因此需要更多合成前體和更多能量來維持其加速的生長和增殖速 率。正常細(xì)胞可將不同的化學(xué)品(例如氨基酸、脂質(zhì)和葡萄糖)用作其能源。與典型細(xì)胞相比，用于癌細(xì)胞的生物合成材料和能量的優(yōu)選來源為葡萄糖。例如，健康結(jié)腸細(xì)胞從短鏈脂肪酸特別是丁酸鹽中得到其能量供應(yīng)的60-70%。丁酸鹽經(jīng)由單羧酸轉(zhuǎn)運體MCTl轉(zhuǎn)運穿過結(jié)腸上皮的管腔膜。已發(fā)現(xiàn)顯示降低水平的MCTl的癌樣品，表達(dá)高親和力葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT1，這表明在轉(zhuǎn)變成惡性期間就結(jié)腸上皮中的能源/生物合成來源而言存在從丁酸鹽到葡萄糖的轉(zhuǎn)換。與體內(nèi)正常細(xì)胞相比，幾乎所有癌細(xì)胞在體內(nèi)具有增加的葡萄糖供應(yīng)和代謝，這是已通過正電子發(fā)射斷層掃描(PET)提供的最強有力的證據(jù)片段(


圖14)。在癌癥的PET掃描中，將作為不可代謝葡萄糖類似物的18F標(biāo)記的2-脫氧葡萄糖(2-DG或FDG)用作示蹤物。在掃描中發(fā)亮的區(qū)為捕獲較多FDG的器官、組織、細(xì)胞以及癌癥。斑點越亮表示FDG濃度越高。與許多其它PET掃描一樣，此特異性PET掃描顯示，原發(fā)癌和轉(zhuǎn)移癌(接近肺和腋窩)二者均比周圍正常細(xì)胞含有更高的FDG濃度，提供了癌細(xì)胞相對于正常細(xì)胞具有增加的葡萄糖攝取的有力證據(jù)。對不同癌癥類型(包括原發(fā)癌和繼發(fā)轉(zhuǎn)移癌二者)的PET掃描顯示，與環(huán)繞腫瘤的正常細(xì)胞和組織相比，幾乎所有研究的腫瘤“捕獲”明顯更多FDG。此夕卜，PET掃描研究已將預(yù)后不良和增加的腫瘤侵占性與增加的葡萄糖攝取和增量調(diào)節(jié)的葡萄糖轉(zhuǎn)運體一致地關(guān)聯(lián)。盡管已提出多種理論來解釋在癌細(xì)胞內(nèi)使用葡萄糖的機制，但是本領(lǐng)域存在幾乎一致共識不論葡萄糖在其吸收后如何被癌細(xì)胞使用，在幾乎所有惡性瘤中葡萄糖攝取為增加的。癌細(xì)胞增加的葡萄糖攝取及其伴隨增加的葡萄糖代謝可以是、應(yīng)當(dāng)是并且已成為用于深入細(xì)致的的基礎(chǔ)和臨床研究以及用于開發(fā)新抗癌療法的一般靶標(biāo)。在1920年代，Warburg發(fā)現(xiàn)，即使在充足氧氣存在下，癌細(xì)胞仍優(yōu)選通過在胞質(zhì)溶膠中的糖酵解來代謝葡萄糖，而不像在正常細(xì)胞中通過在線粒體中的氧化磷酸化來代謝葡萄糖。這看似矛盾，因為糖酵解在生成ATP上效率更低。已表明這類向糖酵解的轉(zhuǎn)換賦予癌細(xì)胞一些選擇優(yōu)勢，用于在獨特的腫瘤微環(huán)境中生存和增殖。因加速的生長速率和不足的供氧所致，結(jié)節(jié)中的大部分癌細(xì)胞處于含氧量低的環(huán)境，迫使癌細(xì)胞通過增加葡萄糖轉(zhuǎn)運體、糖酵解酶和線粒體代謝抑制劑的表達(dá)來向糖酵解轉(zhuǎn)變。然而，Warburg效應(yīng)不能僅通過對缺氧的適應(yīng)來解釋，因為即使在存在充足氧氣時，癌細(xì)胞仍優(yōu)選糖酵解。這有可能涉及其他的分子機制。近期研究已顯示，在Warburg效應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象亦可在癌基因激活中發(fā)現(xiàn)，所述現(xiàn)象為增加的葡萄糖消耗和減少的氧化磷酸化，以及伴隨的大幅增加的乳酸鹽產(chǎn)生。發(fā)現(xiàn)Ras在突變時促進糖酵解。發(fā)現(xiàn)Akt的激活增加糖酵解的速率，這部分地因為其通過HIFa促進糖酵解酶表達(dá)的能力。將此推測為促成癌細(xì)胞的高糖酵解性質(zhì)的主要因素。亦發(fā)現(xiàn)Myc (原癌基因和轉(zhuǎn)錄因子)增量調(diào)節(jié)多個代謝基因的表達(dá)。還發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因例如p53涉及代謝調(diào)節(jié)。所有這些近期研究結(jié)果表明，癌細(xì)胞中的Warburg效應(yīng)不只是僅在糖酵解中獨立變化的結(jié)果，更是通過多個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中已知和未知的串?dāng)_網(wǎng)絡(luò)形成的廣泛交流的生物學(xué)后果。這些途徑涉及細(xì)胞生長、增殖以及線粒體代謝和葡萄糖代謝二者，所述代謝響應(yīng)在供氧和營養(yǎng)物供應(yīng)上的變化。理解Warburg效應(yīng)中的這類廣泛的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，對于理解和對抗癌癥而目為必需的。一些最近的研究已集中在糖酵解酶特別是丙酮酸激酶(PK)上。這些研究已顯示，癌細(xì)胞中增加的葡萄糖轉(zhuǎn)運和糖酵解似乎指向癌細(xì)胞中結(jié)構(gòu)單元的產(chǎn)生(大分子的生物合成)，并且為細(xì)胞分裂和增殖做準(zhǔn)備，而非作為提供生物能(ATP)的方式。盡管通常認(rèn)為有氧糖酵解是癌癥的代謝標(biāo)志，但是其與腫瘤發(fā)生的因果關(guān)系仍不清楚。糖酵解基因包括癌細(xì)胞中最多增量調(diào)節(jié)的基因集之一。在腫瘤中顯著增量調(diào)節(jié)的基因中有PK，其調(diào)節(jié)糖酵解的最終限速步驟。在哺乳動物中存在PK的4個同種型L和R同種型在肝和紅細(xì)胞中表達(dá)；M1同種型在大多數(shù)成體組織中表達(dá)JPM2同種型為在胚胎發(fā)育期間表達(dá)的Ml的剪接變體。值得注意的是，已報道腫瘤組織唯一地表達(dá)丙酮酸激酶的胚胎M2同種型。由于其幾乎普遍存在于癌細(xì)胞中，因此將PKM2稱為腫瘤特異的，并且目前將其在人血漿中的存在用作診斷多種癌癥的分子標(biāo)志。正常增殖細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞二者均表達(dá)PKM2。PKM2調(diào)節(jié)葡萄糖碳的比例，所述葡萄糖碳被引入合成過程(無活性二聚體形式)或用于糖酵解能量產(chǎn)生(高活性四聚體形式，糖酵解酶復(fù)合體的組分)。在癌細(xì)胞中，二聚體形式的PKM2總是占優(yōu)勢的。四聚體和二聚體形式的PKM2之間的轉(zhuǎn)換允許腫瘤細(xì)胞在具有不同供氧和營養(yǎng)物供應(yīng)的環(huán)境中生存。兩種形式之間的轉(zhuǎn)換在腫瘤細(xì)胞中調(diào)節(jié)糖酵解通量。這些研究結(jié)果表明，PKM2為代謝傳感器，其以葡萄糖供應(yīng)依賴性方式調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、細(xì)胞生長和凋亡性細(xì)胞死亡。發(fā)現(xiàn)PKM2的核易位足以誘導(dǎo)非胱天蛋白酶依賴性細(xì)胞死亡和同種型特異性細(xì)胞死亡。這些結(jié)果顯示，腫瘤標(biāo)記物PKM2在腫瘤細(xì)胞的非胱天蛋白酶依賴性細(xì)胞死亡中起廣泛作用，并因此將此糖酵解酶定義為用于癌癥療法開發(fā)的新靶標(biāo)。
兩項近期研究證實，PKM2通過與磷酸酪氨酸基序結(jié)合來調(diào)節(jié)，導(dǎo)致促進增加的細(xì)胞生長和腫瘤發(fā)展。PKM2增強糖酵解中間體用于大分子生物合成和腫瘤生長的應(yīng)用。這些研究結(jié)果說明此代謝表型在癌細(xì)胞生長中的獨特優(yōu)勢。似乎PKM2的表達(dá)以及從氧化磷酸化向有氧糖酵解的轉(zhuǎn)換對于維持癌生長和增值而言為絕對需要的。因此，抑制糖酵解以及PKM2可形成新且有效的抗癌策略。這些新研究結(jié)果意義重大，因為它們幾乎完全改變了我們對Warburg效應(yīng)在癌癥中的生物學(xué)功能的常規(guī)理解，曾認(rèn)為所述效應(yīng)用于在含氧量低的條件下生物合成ATP。葡萄糖為大部分細(xì)胞中代謝的必需底物。由于葡萄糖為極性分子，因此通過生物膜轉(zhuǎn)運需要特定的轉(zhuǎn)運蛋白。通過腸上皮細(xì)胞和腎上皮細(xì)胞的頂膜轉(zhuǎn)運葡萄糖依賴于次級主動Na+/葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體SGLT-1和SGLT-2的存在，所述SGLT-1和SGLT-2利用由Na+離子順其電化學(xué)梯度向下的協(xié)同轉(zhuǎn)運提供的能量在細(xì)胞內(nèi)濃縮葡萄糖。通過細(xì)胞膜促進擴散葡萄糖由葡萄糖載體(對于溶質(zhì)載體家族2，蛋白質(zhì)符號GLUT，基因符號SLC2)另外催化，所述葡萄糖載體屬于轉(zhuǎn)運促進劑超家族(主要的促進劑超家族)，所述超家族包括有機陰離子和陽離子轉(zhuǎn)運體、酵母己糖轉(zhuǎn)運體、植物己糖/質(zhì)子同向轉(zhuǎn)運體以及細(xì)菌糖/質(zhì)子同向轉(zhuǎn)運體。通過這類轉(zhuǎn)運體的分子移動通過促進的擴散來進行。此特征使得這些轉(zhuǎn)運體為非能量依賴性的，不同于常常需要ATP的存在以驅(qū)動其易位機制并且在ATP/ADP比率降至過低時停止的主動轉(zhuǎn)運體。基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運體(GLUT)充當(dāng)葡萄糖通道并且是維持細(xì)胞的基本葡萄糖需求所必需的。這些GLUT在細(xì)胞中組成地表達(dá)和有功能，并且不受胰島素調(diào)節(jié)(或者對胰島素不敏感)。所有細(xì)胞在線粒體中利用糖酵解和氧化磷酸化二者，但在氧充足時極大地依賴于氧化磷酸化，在氧剝奪(缺氧)時則轉(zhuǎn)換成糖酵解，如在癌癥中發(fā)生的轉(zhuǎn)換。在糖酵解中，葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸猁}并且在所述過程中生成2個ATP分子(
圖15)。癌細(xì)胞因其較快的增殖速率所致，主要處于含氧量低的(低氧)狀態(tài)。因此，癌細(xì)胞利用糖酵解(乳酸形成)作為其優(yōu)勢的葡萄糖代謝途徑。這類糖酵解轉(zhuǎn)換不僅使癌癥具有更高的轉(zhuǎn)移和侵襲潛力，而且還增加癌癥對于在糖酵解方面的外部干擾的易損性，這是因為癌細(xì)胞“沉迷”于葡萄糖和糖酵解?；A(chǔ)葡萄糖 轉(zhuǎn)運的減少可能限制對癌細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)，導(dǎo)致迫使癌細(xì)胞減緩生長或餓死的葡萄糖剝奪。Thompson小組發(fā)現(xiàn)激活的Akt在成膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞系中導(dǎo)致受激的需氧葡萄糖代謝，并發(fā)現(xiàn)所述細(xì)胞隨后在撤去葡萄糖時死亡。這為癌細(xì)胞對葡萄糖濃度變化非常敏感以及葡萄糖剝奪可在癌細(xì)胞中誘導(dǎo)死亡提供直接證據(jù)。在正常細(xì)胞中，如
圖15所示，靶細(xì)胞通過一個或多個基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運體(GLUT)攝取胞外葡萄糖。細(xì)胞使用的GLUT取決于細(xì)胞類型和生理需要。例如，GLUTl負(fù)責(zé)所有細(xì)胞類型中低水平的基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運。所有GLUT蛋白包含12個跨膜結(jié)構(gòu)域并且通過促進擴散(非能量依賴性過程)來轉(zhuǎn)運葡萄糖。GLUTl可能通過改變其構(gòu)象來轉(zhuǎn)運葡萄糖進入細(xì)胞。根據(jù)此模型，GLUTl向細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)暴露單一的底物結(jié)合部位。葡萄糖與一個部位的結(jié)合觸發(fā)構(gòu)象改變，將葡萄糖釋放到膜的另一側(cè)。轉(zhuǎn)基因和敲除動物研究的結(jié)果支持這些轉(zhuǎn)運體在控制葡萄糖利用、葡萄糖儲存和葡萄糖傳感方面的重要作用。GLUT蛋白在其動力學(xué)上不同并且針對其服務(wù)的細(xì)胞類型的需要而定制。盡管特定的細(xì)胞類型可表達(dá)多于一種GLUT蛋白，但是癌癥經(jīng)常過表達(dá)GLUTl (其為高親和力葡萄糖轉(zhuǎn)運體，并且其表達(dá)水平與癌癥的侵襲力和轉(zhuǎn)移潛能相關(guān))，表明葡萄糖轉(zhuǎn)運的增量調(diào)節(jié)在癌細(xì)胞生長和癌癥惡性的嚴(yán)重性上的重要性。亦發(fā)現(xiàn)GLUTl表達(dá)顯著高于任何其他葡萄糖轉(zhuǎn)運體的表達(dá)。在一項研究中，測試的全部23種腫瘤為GLUTl陽性并且GLUTl為主要表達(dá)的葡萄糖轉(zhuǎn)運體。此外，F(xiàn)DG攝取和GLTUl表達(dá)二者似乎都與增加的腫瘤大小有關(guān)。在數(shù)種腫瘤(包括NSCLC、結(jié)腸癌、膀胱癌、乳腺癌和甲狀腺癌)中，增加的GLUTl表達(dá)不僅賦予惡性表型，還預(yù)示著較低的總體存活率?；谒械倪@些觀察結(jié)果，可以想象的是，通過基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制來抑制癌癥生長，可以是阻止癌癥生長以及改善預(yù)后和存活時間的有效方式。證據(jù)指出，與正常細(xì)胞相比，癌細(xì)胞對葡萄糖剝奪更敏感。許多研究強烈表明，基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制誘導(dǎo)凋亡并阻止癌細(xì)胞生長。首先，已顯示抗血管發(fā)生是限制癌癥生長并引起癌癥消融的非常有效的方式。本質(zhì)上，所述抗血管發(fā)生方法將減少新血管形成并且在腫瘤結(jié)節(jié)之內(nèi)和周圍達(dá)到血管標(biāo)準(zhǔn)化。這嚴(yán)重限制了到達(dá)癌細(xì)胞的對腫瘤生長所需的營養(yǎng)物。葡萄糖為通過抗血管發(fā)生剝奪的關(guān)鍵營養(yǎng)物之一。在這種意義上，基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運的抑制在限制對癌細(xì)胞的營養(yǎng)物供應(yīng)上可看作抗血管發(fā)生療法的備選方法。因此，抗血管發(fā)生策略的成功間接支持將限制對癌細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)作為相關(guān)但新型策略的潛在功效。其次，涉及糖酵解的多種酶的抑制劑已用于抑制糖酵解過程中的不同步驟，并且已顯示具有顯著的抗癌功效。已靶 定的糖酵解酶包括己糖激酶，催化糖酵解第一步的酶;ATP檸檬酸裂解酶；以及更近的丙酮酸脫氫酶激酶(PDK)。在測試的糖酵解抑制劑中，發(fā)現(xiàn)3-溴丙酮酸和己糖激酶抑制劑完全根除經(jīng)治療小鼠中的晚期糖酵解腫瘤。靶定線粒體糖酵解酶乳酸脫氫酶A (LDH-A)的化合物在體外和體內(nèi)均顯示顯著的抗癌活性。此結(jié)果表明線粒體功能和胞質(zhì)糖酵解之間的強烈聯(lián)系。用于PET掃描以定位轉(zhuǎn)移的示蹤物2-DG，已用作抗癌臨床試驗中的葡萄糖競爭劑和糖酵解抑制劑。這些研究以及其他相關(guān)研究亦已顯示，這些抑制劑在癌細(xì)胞中誘導(dǎo)凋亡作為癌細(xì)胞殺傷機制?？蓮乃羞@些公布的研究中得出兩個重要結(jié)論。(I)抑制糖酵解多個步驟的化合物在體外和體內(nèi)均減少癌細(xì)胞生長，和(2)在癌細(xì)胞中抑制糖酵解的多個步驟之一誘導(dǎo)凋亡并且為有效的抗癌策略。其亦強烈表明，抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(臨糖酵解前的步驟以及糖酵解和細(xì)胞內(nèi)所有葡萄糖代謝的第一限速步驟)將對癌細(xì)胞產(chǎn)生類似于糖酵解抑制或者可能比糖酵解抑制更嚴(yán)重的生物學(xué)后果。此外，葡萄糖轉(zhuǎn)運可能是與下游糖酵解靶標(biāo)相比更好的靶標(biāo)，因為I)已知葡萄糖轉(zhuǎn)運體在癌細(xì)胞中高度增量調(diào)節(jié)，2)通過在第一步限制葡萄糖供應(yīng)以及因此造成絕對的胞內(nèi)葡萄糖缺乏，將防止任何潛在的胞內(nèi)葡萄糖相關(guān)的補償/補救途徑，癌細(xì)胞可利用所述補償/補救途徑自我救護和避免細(xì)胞死亡。為于使抑制基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運成為成功的抗癌策略，其必須在不顯著傷害正常細(xì)胞的情況下殺死癌細(xì)胞。一些實驗觀察結(jié)果表明，事實的確如此。由于癌細(xì)胞偏愛將葡萄糖用作能源以及糖酵解在癌細(xì)胞中增量調(diào)節(jié)，因此抑制糖酵解的化合物可殺死癌細(xì)胞同時不傷害正常細(xì)胞，所述正常細(xì)胞可將脂肪酸和氨基酸用作備選能源。最近報道，向多種肺癌和乳腺癌細(xì)胞系中添加抗GLUTl抗體顯著降低癌細(xì)胞的葡萄糖攝取速率和增殖，導(dǎo)致凋亡的誘導(dǎo)。此外，所述抗體增強諸如順鉬、紫杉醇和吉非替尼等癌癥藥的抗癌作用。這些結(jié)果明確指出，抑制GLUTl介導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運的物質(zhì)，在單獨作用時或在與其他抗癌治療藥聯(lián)用時，對抑制癌細(xì)胞生長以及在癌細(xì)胞中誘導(dǎo)凋亡有效。兩個最近的出版物進一步支持這些研究結(jié)果，在所述出版物中，發(fā)現(xiàn)葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制劑fasentin使癌細(xì)胞對經(jīng)歷由抗癌藥順鉬或紫杉醇誘導(dǎo)的凋亡敏感，以及發(fā)現(xiàn)抗癌化合物芹菜素在mRNA和蛋白質(zhì)水平上減量調(diào)節(jié)GLUTl。提出將GLUTl的減量調(diào)節(jié)作為芹菜素可能的抗癌機制。所有這些新研究結(jié)果指明以下方向，葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制劑可能敏化并協(xié)同其他抗癌藥，以進一步增強藥物的抗癌功效。本文公開了在抑制基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運和誘導(dǎo)凋亡上有效性為fasentin或芹菜素有效性的2_5倍的化合物和方法。在使用葡萄糖剝奪的一項近期研究中，發(fā)現(xiàn)在高濃度生長因子中生長的細(xì)胞在撤去生長因子后顯示出對細(xì)胞死亡增加的易感性。此易感性與生長因子撤去之后在糖酵解速率上的變化幅度相關(guān)。為了研究糖酵解產(chǎn)物的可用性變化是否影響線粒體開始的凋亡，通過操縱細(xì)胞培養(yǎng)基中的葡萄糖水平來人為地限制糖酵解。與生長因子撤去相同，葡萄糖限制導(dǎo)致Bax易位、線粒體膜電位下降以及細(xì)胞色素c釋放至胞質(zhì)溶膠。相比之下，通過過表達(dá)GLUTl來增加細(xì)胞自主的葡萄糖攝取，在生長因子撤去之后顯著延遲凋亡。這些結(jié)果表明，生長因子的主要功能為調(diào)節(jié)葡萄糖攝取和代謝，并因此維持線粒體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定以及使細(xì)胞生長所需的合成代謝途徑能夠進行。亦發(fā)現(xiàn)涉及葡萄糖攝取和糖酵解定型的三個基因(GLUT1、己糖激酶2和磷酸果糖激酶I)的表達(dá)，在生長因子撤去后迅速降至幾乎不可檢測的水平。所有這些研究表明，葡萄糖剝奪已是用于研究癌癥的非常有價值且頻繁使用的方法。亦可通過抑制基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運來造成胞內(nèi)葡萄糖剝奪。因自細(xì)胞培養(yǎng)基中去除葡萄糖所致的葡萄糖剝奪和因抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運/葡萄糖代謝所致的葡萄糖剝奪之間的區(qū)別為，葡萄糖去除首先產(chǎn)生缺乏葡萄糖的胞外環(huán)境，而葡萄糖轉(zhuǎn)運/葡萄糖代謝的抑制在不改變或甚至增加胞外葡萄糖濃度的情況下，產(chǎn)生缺乏葡萄糖的胞內(nèi)環(huán)境。葡萄糖轉(zhuǎn)運抑制劑的使用應(yīng)當(dāng)能夠補充和替代傳統(tǒng)的葡萄糖剝奪。此外，通過降低胞外葡萄糖濃度的傳統(tǒng)葡萄糖剝奪不能用于動物，而葡萄糖轉(zhuǎn)運的抑制劑可用于動物，這創(chuàng)建了在體內(nèi)研究癌癥和治療癌癥的新方法。

發(fā)明簡述
本文公開了式(I)化合物或其鹽，其中R1選自氫、烷基、芐基、芳基和雜芳基部分；R2選自氫、烷基、芐基、芳基、雜芳基和熒光標(biāo)簽；R3選自氫、鹵素、烷基、芐基、芳基、雜芳基、氨基、氰基和烷氧基。在一些實施方案中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公認(rèn)的，兩個R1基團可獨立選擇，且因此不同。在其他實施方案中，當(dāng)R1基團不同時，可將R1表示為R1，和I，，以表明R1部分之間的不同。
權(quán)利要求
1.一種式(III)化合物或其鹽
2.權(quán)利要求1的化合物，其中，所述化合物選自
3.權(quán)利要求1的化合物，其中，所述化合物選自
4.權(quán)利要求1的化合物， 其中，R1'MP R3為氫;和 其中，X和Y為氧。
5.一種式(IV)化合物或其鹽
6.權(quán)利要求5的化合物，其中，R2為芳基。
7.權(quán)利要求6的化合物， 其中，所述芳基選自2-硝基-5-羥基苯基，2-,3-和4-羥基苯基，2，3-,2, 4-,2, 5_、2，6-,3, 4-和 3，5-二羥基苯基，2，3，4-,2, 3，5-,2, 3，6-和 3，4，5-三羥基苯基，2，3，4，5_ 和2，3，4，6-四羥基苯基，全羥基苯基，2-氨基-5-羥基苯基，2-氰基-5-羥基苯基，2-氣-5-輕基苯基,2-氣-5-輕基苯基,2-漠-5-輕基苯基,2-竣基-5-輕基苯基,2-麗基-5-羥基苯基，2-烷氧基5-羥基苯基和2-烷基-5-羥基苯基。
8.權(quán)利要求5的化合物，其中，R3為芳基。
9.權(quán)利要求6的化合物， 其中，所述芳基選自2-硝基-5-羥基苯基，2-,3-和4-羥基苯基，2，3-,2, 4-,2, 5_、`2，6-,3, 4-和 3，5-二羥基苯基，2，3，4-,2, 3，5-,2, 3，6_ 和 3，4，5-三羥基苯基，2，3，4，5_ 和`2，3，4，6-四羥基苯基，全羥基苯基，2-氨基-5-羥基苯基，2-氰基-5-羥基苯基，`2-氣-5-輕基苯基,2-氣-5-輕基苯基,2-漠-5-輕基苯基,2-竣基-5-輕基苯基,2-麗基-5-羥基苯基，2-烷氧基5-羥基苯基和2-烷基-5-羥基苯基。
10.權(quán)利要求5的化合物， 其中，R1為氯；和 其中，R2和R3為2-硝基-5-羥基苯基。
11.一種治療癌細(xì)胞的方法，所述方法包括 給予需要所述治療的受試者治療上有效量的化合物，所述化合物選自式3和4。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，所述癌癥包括實體惡性瘤。
13.權(quán)利要求11的方法，其中，所述癌癥增量調(diào)節(jié)基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運。
14.權(quán)利要求11的方法， 其中，所述給予包括以下方法之一經(jīng)口、局部、動脈內(nèi)、胸膜內(nèi)、鞘內(nèi)、心室內(nèi)、皮下、腹膜內(nèi)、靜脈內(nèi)、囊內(nèi)和卡氮芥糯米紙膠囊劑。
15.權(quán)利要求11的方法，其中，所述受試者為人。
16.權(quán)利要求11的方法，其進一步包括給予第二種癌癥藥物。
17.權(quán)利要求16的方法， 其中，所述第二種癌癥藥物選自甲氨蝶呤、鹽酸阿霉素、氟尿嘧啶、依維莫司、咪喹莫特、阿地白介素、阿侖單抗、培美曲塞二鈉、鹽酸帕洛司瓊、苯丁酸氮芥、氨基乙酰丙酸、阿那曲唑、阿瑞吡坦、依西美坦、奈拉濱、三氧化二砷、奧法木單抗、貝伐珠單抗、阿扎胞苷、鹽酸苯達(dá)莫司汀、貝沙羅汀、博來霉素、硼替佐米、卡巴他賽、鹽酸依立替康、卡培他濱、卡鉬、鹽酸柔紅霉素、西妥昔單抗、順鉬、環(huán)磷酰胺、氯法拉濱、異環(huán)磷酰胺、阿糖胞苷、達(dá)卡巴嗪、地西他濱、達(dá)沙替尼、地加瑞克、地尼白介素-毒素連接物、狄諾塞麥、鹽酸右雷佐生、多西他賽、拉布立酶、鹽酸表柔比星、奧沙利鉬、艾曲波帕乙醇胺、甲磺酸艾日布林、鹽酸厄洛替尼、磷酸依托泊苷、鹽酸雷洛昔芬、托瑞米芬、氟維司群、來曲唑、非格司亭、磷酸氟達(dá)拉濱、普拉曲沙、吉非替尼、鹽酸吉西他濱、吉西他濱-順鉬、吉妥珠單抗奧佐米星、甲磺酸伊馬替尼、曲妥珠單抗、鹽酸拓?fù)涮婵怠⑻嬉聊獑慰?、羅咪酯肽、伊沙匹隆、帕利夫明、二甲苯磺酸拉帕替尼、來那度胺、亞葉酸鈣、醋酸亮丙瑞林、脂質(zhì)體鹽酸丙卡巴肼、替莫唑胺、普樂沙福、acetidine、甲苯磺酸索拉非尼、尼洛替尼、枸櫞酸他莫昔芬、羅米司亭、紫杉醇、鹽酸帕唑帕尼、培門冬酶、潑尼松、鹽酸丙卡巴肼、proleukin、利妥昔單抗、羅米地辛、滑石粉、甲苯磺酸索拉非尼、蘋果酸舒尼替尼、沙利度胺、坦羅莫司、托瑞米芬、曲妥珠單抗、帕尼單抗、硫酸長春堿、長春新堿、伏林司他、唑來膦酸及其任何組合。
全文摘要
葡萄糖剝奪為癌癥研究和治療中令人關(guān)注的策略。癌細(xì)胞增量調(diào)節(jié)葡萄糖攝取和代謝，以維持加速的生長和增殖速率。特異性阻斷這些過程，可能為葡萄糖轉(zhuǎn)運和代謝在腫瘤發(fā)生以及在凋亡中的作用提供新見識。由于實體瘤過大而不適于周圍脈管系統(tǒng)，它們遭遇營養(yǎng)物受限供應(yīng)的微環(huán)境，導(dǎo)致在腫瘤的某些區(qū)域中形成葡萄糖剝奪的環(huán)境。生存在葡萄糖剝奪環(huán)境中的癌細(xì)胞經(jīng)受變化以防止葡萄糖剝奪誘導(dǎo)的凋亡。了解癌細(xì)胞如何逃避凋亡誘導(dǎo)，亦可能產(chǎn)生有價值的關(guān)于如何克服癌細(xì)胞中對凋亡誘導(dǎo)的抵抗的信息和知識。本文公開了抑制基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運、導(dǎo)致腫瘤抑制的新型抗癌化合物，以及用于在動物癌癥研究中研究葡萄糖剝奪的新方法。
文檔編號A01N31/00GK103037690SQ201180025712
公開日2013年4月10日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者陳小茁, S.伯格梅爾 申請人:俄亥俄州立大學(xué)