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2012-03-28
专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):C07D277/66 变更前: 变更后: 申请日:20010824
专利权人的姓名或者名称、地址的变更
2006-11-22
授权
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2004-12-22
实质审查的生效
实质审查的生效
2004-10-06
公开
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相关专利申请的交叉参考
本申请是2000年8月24日申请的US申请60/227601，其全部合并入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及适合用于成象活患者中淀粉样蛋白沉积的化合物的确认。更具体地说，本发明涉及大脑中淀粉样蛋白沉积的体内成象方法，从而能够死前诊断早老性痴呆。本发明还涉及该化合物的治疗用途。
背景技术
早老性痴呆(“AD”)是以记忆损失和其它认知缺陷为特征的神经变性疾病。McKhann等，Neurology 34：939(1984)。这是美国最常见的死亡原因。AD能够打击年轻达年龄在40-50岁的人们，并且由于疾病的存在难以用没有危险的大脑活组织检查检测，发作的时间是未知的。AD的流行随年龄增加，据估计，在年龄85-90中，影响的人口将高达40-50％。Evans等，JAMA 262：2551(1989)；Katzman，Neurology43：13(1993)。
实际上，AD通常在验尸时通过大脑组织的检查最后被诊断。Khachaturian，Arch.neurol.42：1097(1985)；McKhann等，Neurology 34：939(1984)。在神经病理学方面，该疾病以存在神经斑(NP)、神经原纤维缠结(NFT)和神经元损失为特征，并伴随许多其它发现。Mann Mech，Ageing Dev.31：213(1995)。早老性痴呆受害人的大脑组织的死后切片显示存在淀粉样蛋白，它是属于AD特征的神经斑的蛋白质细胞外核形式。
这些神经斑的淀粉样蛋白核由主要以β-褶状薄片构型排列的称为β-淀粉样蛋白(Aβ)的蛋白质组成。Mori等，Journal of BiologicalChemistry 267：17082(1992)；Kirschner等，PNAS 83：503(1986)。神经斑是该疾病的早期和不变的方面。Mann等，J.Neurol.Sci.89：169；Mann，Mech.Ageing Dev.31：213(1985)；Terry等，J.Neuropathol.Exp.Neurol 46：262(1987)。
在临床症状可注意之前，Aβ的最初沉积可能发生很长时间。目前推荐的用于AD诊断的“最小微观标准”基于在大脑中发现的神经斑数目。Khachaturian，Arch.Neurol.，如上(1985)。不幸的是，神经斑计数的评估必须延迟到死后。
含有淀粉样蛋白的神经斑是在AD以及唐氏综合症中和与载脂蛋白E4等位基因纯合的非常可能发展为AD的人体中大脑的选择区域的突出特征。Corder等，Science 261：921(1993)；Divry，P.，J.Neurol.Psych.27：643-657(1927)；Wisniewski等，Zimmerman，H.M.(ed.)：PROGRESS IN NEUROPATHOLOGY(Grune and Stratton，N.Y.1973)1-26页。大脑淀粉样蛋白容易地用硫黄素(thioflavin)S或刚果红染色的大脑切片说明。Puchtler等，J.Histochem.Cytochem.10：35(1962)。刚果红染色的淀粉样蛋白由显示黄-绿极化颜色的二色外观表征，二色结合是淀粉样蛋白蛋白质的β-褶薄片结构的结果。Glenner，G.N.Eng.J.Med.302：1283(1980)。淀粉样蛋白的生物化学和组织化学的详细讨论可在Glenner，G.N.Eng.J.Med.302：1333(1980)中找到。
至今，AD的诊断主要通过临床标准评估、大脑活组织检查和死后组织研究获得。开发体内诊断早老性痴呆的方法的研究努力包括(1)基因试验，(2)免疫试验方法和(3)成象技术。
对于AD的发作是必需和足够的Aβ代谢异常的迹象是基于在具有AD常染色体显性形式的若干稀有族中在Aβ前体蛋白质中点突变的发现。Hardy，Nature Genetics 1：233(1992)；Hardy等，Science256：184(1992)。这些突变发现在由其前体蛋白质产生Aβ所需的N-和C-末端断裂点附近。St.George-Hyslop等，Science 235：885(1987)；Kang等，Nature 325：733(1987)；Potter WO92/17152。然而，大量AD族的基因分析表明AD是基因不均一的。St.George-Hyslop等，Nature 347：194(1990)。染色体21标记的连锁显示仅某些族带有早期发作AD，没有族带有晚期发作AD。更近年来，其产物被预计含有多重跨膜域并类似整体膜蛋白质的染色体14上的基因被Sherrington等识别，Nature 375：754-760(1995)。该基因可解释多达70％的早期发作的常染色体显性AD。初步的资料认为该染色体14突变导致Aβ产生的增加。Scheuner等，Soc.neurosci.Abstr.21：1500(1995)。在非常类似的基因上的突变在早期发作AD的Volga German家庭中染色体1中被识别。Levy-Lahad等，Science 269：973-977(1995)。
对于载脂蛋白质E基因型的筛选被建议作为AD诊断中的辅助手段。Scott，Nature 366：502(1993)；Rose，Ann.Neurol.38：6-14(1995)。然而，该技术出现困难，因为载脂蛋白质E4等位基因仅是AD的危险因素，不是疾病标记，它在许多AD患者中不存在，并且存在于许多非痴呆老年人中。Bird.Ann.Neurol.38：2-4(1995)。
免疫试验方法已开发用于检测AD患者中神经化学标记的存在，用于检测在小脑脊髓液中与AD相关的淀粉样蛋白。Warner，Anal.Chem.59：1203(1987)；WO92/17152，Potter；Glenner等，US4666829。这些用于诊断AD的方法未被证实在所有患者中检测AD，尤其是在疾病的早期阶段，并且是相对侵害的，需要进行脊柱穿刺术。此外，人们尝试开发单克隆抗体作为Aβ成象的探针。Majocha等，J.Nucl.Med.，33：2184(1992)；Majocha等，WO89/06242和Majocha等，US5231000。抗体探针的主要缺点是难以得到穿过血脑障壁的这些大分子。使用抗体进行体内AD诊断将需要在血脑障壁中的带标记的异常以增加进行大脑的入口。没有关于在血脑障壁中的异常可靠地存在于AD中的令人信服的功能证据。Kalaria，Cerebrovascular & BrainMetabolism Reviews 4：226(1992)。
放射标记的Aβ肽已用于标记AD大脑区域中的扩散，紧密和神经炎类型斑。参见Maggio等WO93/04194。然而，这些肽带有探的所有缺点，具体地说，肽不能正常地以成象所需的数量穿过血脑障壁，因为这些探针与扩散斑反应，它们对于AD不是特异的。
死亡前估计AD中淀粉样蛋白沉积的无能阻碍了对该毁灭性疾病的研究。作为在轻微或临床混淆情况下的诊断工具以及在以预防Aβ沉积为目标的治疗有效性的监测中均需要在死亡前定量淀粉样蛋白沉积的方法。因此，开发一种通过成象大脑实质中的淀粉样蛋白在死亡前体内诊断AD的安全和特定方法仍然是极其重要的。虽然近年来已进行许多尝试以体内诊断AD，但没有用于大脑淀粉样蛋白的死前探针。没有方法利用了淀粉样蛋白的高亲和力探针，它具有低毒性，能够穿过血脑障壁和与正常大脑相比，更有效地结合AD大脑以便在患者死亡前识别大脑中的AD淀粉样蛋白沉积。因此，没有AD诊断的体内方法已表明满足了这些标准。
资料建议淀粉样蛋白结合化合物具有AD和II型糖尿病的治疗作用。形态反应包括反应星形细胞增生、营养障碍轴突、活化的小神经胶质细胞、突触损失和在神经炎周围发现的全补体活化，所有均预示在这些Aβ沉积的相邻区域发生神经毒性和细胞变性过程。Joachim等，Am.J.Pathol.135：309(1989)；Masliah等，Ioc.cit.137：1293(1990)；Lue and Rogers，Dementia 3：308(1992)。Aβ诱导的神经毒性和细胞变性已在体外在许多细胞类型中报导。Yankner等，Science 250：279(1990)；Roher等，BBRC 174：572(1991)；Frautschy等，Proc.Natl.Acad.Sci.88：83362(1991)；Shearmen等，Ioc.cit.91：1470(1994)。已经显示Aβ肽的聚集对体外神经毒性是必需的。Yankner，Neurobiol.Aging 13：615(1992)。近来，三个实验室报导了结果，其建议刚果红体外抑制Aβ诱导的神经毒性和细胞变性。Burgevin等，NeuroReport 5：2429(1994)；Lorenzo andYankner，Proc.Natl.Acad.Sci.91：12243(1994)；Pollack等，Neuroscience Letters 184：113(1995)；Pollack等，NeuroscienceLetters 197：211(1995)。机理显示同时包含原纤维形成的抑制和避免形成的原纤维的神经毒性。Lorenzo and Yankner，Proc.Natl.Acad.Sci.91：12243(1994)。刚果红还显示保护胰岛细胞避免支链淀粉引起的毒性。Lorenzo and Yankner，Proc.Natl.Acad.Sci.91：12243(1994)。支链淀粉是类似于Aβ的原纤维肽，它积聚在II型糖尿病人的胰腺中。
现有技术中已知某些偶氮染料，例如刚果红，会是致癌的，Morgan等，Environmental Health Perspectives，102(supp.)2：63-78(1994)。该潜在的致癌能力显示主要是基于偶氮染料通过肠细菌广泛代谢为游离母体胺这样的事实。Cerniglia等，Biochem.Biophys.Res.Com.，107：1224-1229(1982)。在联苯胺染料(和许多其它取代的联苯胺)的情况下，它是游离胺，是致癌物质。这些事实与淀粉样蛋白成象研究有很小的牵连，在成象研究中，极其小量的高特异活性的放射标记的染料被直接注射到血液中。在这种情况下，给药的数量将中可忽略的，染料将绕过肠细菌。
在治疗使用的情况下，这些事实是极其重要的。由治疗化合物释放已知的致癌物质是不可接受的。有关偶氮染料代谢的第二个问题是大量给药的药物在吸收之前被肠细胞代谢。低的生物可获得性仍然是缺点，即使所释放的代谢物是无害的。
硫黄素T是在1959年由Vassar and Culling(Arch.Pathol.68：487(1959))首次描述为选择性淀粉染料的碱性染料。在1964年，Schwartz等(Zbl.Path.106：320(1964))首先说明使用硫黄素S，一种酸性染料，作为淀粉染料。自那时以后，硫黄素T和硫黄素S的性质被详细研究。Kelenyi J.Histochem.Cytochem.15：172(1967)；Burns等，J.Path.Bact.94：337(1967)；Guntem等，Experientia48：8(1992)；LeVine Meth.Enzymol.309：274(1999)。硫黄素S通常用于AD大脑中淀粉样蛋白沉积的死亡后研究，其中显示了用于说明衰老斑的最敏感技术之一。Vallet等，Acta Neuropathol.83：170(1992)。硫黄素T通常被用作试剂以研究可溶性淀粉样蛋白在β-薄片原纤维中的聚集。LeVine Prot.Sci.2：404(1993)。与硫黄素T有关的季胺衍生物被建议用作淀粉样蛋白成象剂，虽然还未出现大脑摄入这些试剂的证据。Caprathe等，US6001331。
因此，人们仍需要进入大脑和选择性地结合淀粉样蛋白的淀粉样蛋白结合化合物。
人们还需要无毒性和生物可获得的，因而能够用于治疗的淀粉样蛋白结合化合物。
发明概述
因此，本发明的一项实施方案是提供化合物，它涉及通过在大脑实质中淀粉样蛋白的体内成象在死前诊断AD的安全和特效方法。
本发明的另一项实施方案是使用高亲和力的淀粉样蛋白探针提供在患者死亡前识别大脑中AD淀粉样蛋白沉积的方法，所述探针具有低毒性，能够穿过血脑障壁，能够区别AD大脑和正常大脑。
在完成本发明的这些和其它实施方案中，根据本发明的一个方面，其提供具有结构A-E之一的淀粉样蛋白结合化合物：
结构式C
结构式D
结构式E
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，在这种情况下，杂环的正确互变异构形式变成吲哚，其中R’是H或低级烷基：
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中任何如下结构式基团的氮不是季胺：
或具有结构F-J之一的淀粉样蛋白结合化合物或它们的水溶性，无毒性盐：
结构式F
结构式G
结构式H
结构式I
结构式J
其中每个Q分别选自如下结构：
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，其中R’是H或低级烷基；
其中U是CR’(其中R’是H或低级烷基)或N(只是当U＝N时，则Q不是
如下结构：
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中如下结构式的氮不是季胺：
其中每个R1和R2分别选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、(C＝O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n＝1，2，3或4和Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自如下用于R3-R14定义的任何非苯基取代基和R’是H或低级烷基)；
和其中每个R3-R14分别选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、CN、(C＝O)-R’、N(R’)2、NO2、(C＝O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’＝CR’-Rph和CR’2-CR’2-Rph(其中Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自用于R1-R14定义的任何非苯基取代基和其中R’是H或低级烷基)、三烷基锡和形式为W-L或V-W-L的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；和L是：
其中M选自Tc和Re；
或其中每个R1和R2是形式为W-L螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中W是-(CH2)n，其中n＝2，3，4或5；和L是：
其中M选自Tc和Re；
或其中每个R1-R14分别选自形式为W-L或V-W-L的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；L是：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
或如下形式的淀粉样蛋白结合、螯合化合物(含有或不含有螯合的金属基团)或它们的水溶性，无毒性盐：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
其中R16是：
其中Q分别选自如下结构：
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，其中R’是H或低级烷基；
其中U是N或CR’；
其中Y是NR1R2、OR26或SR26；
其中每个R17-R24分别选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、CN、(C＝O)-R’、N(R’)2、NO2、(C＝O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’＝CR’-Rph和CR’2-CR’2-Rph(其中Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自用于R17-R20定义的任何非苯基取代基和其中R’是H或低级烷基)。
在优选实施方案中，结构A-E或F-J的取代基R1-R14的至少一个选自：131I、123I、76Br、75Br、18F、CH2-CH2-X*、O-CH2-CH2-X*、CH2-CH2-CH2-X*、O-CH2-CH2-CH2-X*(其中X*＝131I、123I、76Br、75Br或18F)、19F、125I、如上说明的含碳取代基，其中至少一个碳是11C或13C，和形式为W-L*或V-W-L*的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；和L*是：
其中M*选自99mTc；
和形式为W-L*或V-W-L*的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；和L*是：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
或如下形式的螯合化合物(含有螯合的金属基团)：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
其中R16是：
其中Q分别选自如下结构之一：
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，其中R’是H或低级烷基；
其中U是N或CR’；
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中每个R17-R24分别选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、CN、(C＝O)-R’、N(R’)2、NO2、(C＝O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’＝CR’-Rph和CR’2-CR’2-Rph(其中Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自用于R17-R20定义的任何非苯基取代基和其中R’是H或低级烷基)。
在另一优选实施方案中，硫黄素化合物定义为其中Z＝S，Y＝N，R1＝H；和此外其中当本发明的淀粉样蛋白结合化合物是结构A或E时，则R2选自：低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、(C＝O)-R’、Rph和(CH2)nRph，其中n＝1，2，3或4；
其中当本发明的淀粉样蛋白结合化合物是结构B时，则R2选自：(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3，和其中R’＝H或CH3，n不是1)、CF3、CH2-CH2X和CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)；
其中当本发明的淀粉样蛋白结合化合物是结构C时，则R2选自：低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、(C＝O)-H、Rph和(CH2)nRph，其中n＝1，2，3或4；或
其中当本发明的淀粉样蛋白结合化合物是结构D时，则R2选自：(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、(C＝O)-R’、Rph和CH2Rph，其中当R2是(CH2)nRph时，R8不是CH3。
在另一优选实施方案中，本发明的淀粉样蛋白结合化合物的取代基R3-R14的至少一个选自：131I、123I、76Br、75Br、18F、CH2-CH2-X*、O-CH2-CH2-X*、CH2-CH2-CH2-X*、O-CH2-CH2-CH2-X*(其中X*＝131I、123I、76Br、75Br或18F)、19F、125I和在定义具有结构A-E或F-J之一的化合物中说明的含碳取代基，其中至少一个碳是11C或13C，和形式为W-L*或V-W-L*的螯合基团(含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；和L*是：
其中M*选自99mTc；
和形式为W-L*或V-W-L*的螯合基团(含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；和L*是：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
或如下形式的螯合化合物(含有螯合的金属基团)：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
其中R16是：
其中Q分别选自如下结构之一：
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，其中R’是H或低级烷基；
其中U是N或CR’；
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中每个R17-R24分别选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、CN、(C＝O)-R’、N(R’)2、NO2、(C＝O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’＝CR’-Rph和CR’2-CR’2-Rph(其中Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自用于R17-R20定义的任何非苯基取代基和其中R’是H或低级烷基)。
在尤其优选的实施方案中，化合物选自结构A-E，和
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1＝H，R2＝CH3和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝O，R’＝H，R2＝CH3和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1-4＝H，R5＝I，和R6-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1-4＝H，R5＝I，R8＝OH和R6-R7和R9-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1＝H，R2＝CH2-CH2-CH2-F和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝O，R’＝H，R2＝CH2-CH2-F和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1-7＝H，R8＝O-CH2-CH2-F和R9-R14是H；或
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1＝CH3、R2-7＝H，R8＝O-CH2-CH2-F和R9-R14是H。
在尤其优选的实施方案中，化合物选自结构F-J，和
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1＝H，R2＝CH3和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝O，R’＝H，R2＝CH3和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1-4＝H，R5＝I，和R6-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1-4＝H，R5＝I，R8＝OH和R6-R7和R9-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1＝H，R2＝CH2-CH2-CH2-F和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝O，R’＝H，R2＝CH2-CH2-F和R3-R14是H；
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1-7＝H，R8＝O-CH2-CH2-F和R9-R14是H；或
Z＝S，Y＝N，R’＝H，R1＝CH3、R2-7＝H，R8＝O-CH2-CH2-F和R9-R14是H。
在另一优选实施方案中，至少一个取代基R3-R14选自CN、OCH3、OH和NH2。
在另一优选实施方案中，淀粉样蛋白化合物选自结构B、结构C和结构D；其中R1＝H、R2＝CH3和R8选自CN、CH3、OH、OCH3和NH2，在该实施方案的优选方面，R3-R7和R9-R14是H。
在另一实施方案中，本发明的淀粉样蛋白结合化合物以0.0001-10.0μM的离解常数(KD)结合Aβ，它通过结合与合成Aβ肽或早老性痴呆大脑组织测量。
本发明的另一实施方案涉及合成本发明的淀粉样蛋白结合化合物的方法，所述化合物带有至少一个选自131I、125I、123I、76Br、75Br、18F和19F基团的取代基R1-R14，所述方法包括通过使化合物与含有131I、125I、123I、76Br、75Br、18F或19F物质反应，标记其中至少一个取代基R1-R14是三烷基锡的淀粉样蛋白结合化合物的步骤。
本发明的另一实施方案涉及合成本发明的淀粉样蛋白结合化合物的方法，所述化合物带有至少一个选自131I、125I、123I、76Br、75Br、18F和19F基团的取代基R3-R14，所述方法包括通过使化合物与含有131I、125I、123I、76Br、75Br、18F或19F物质反应，标记其中Z＝S，Y＝N，R1＝H和至少一个取代基R3-R14是三烷基锡的结构A-E或F-J的淀粉样蛋白结合化合物的步骤。
本发明的另一实施方案涉及用于体内淀粉样蛋白沉积成象的药物组合物，其含有(a)选自结构A-E或F-J的淀粉样蛋白化合物，和(b)可药用的载体。实施方案的优选方面涉及用于体内淀粉样蛋白沉积成象的药物组合物，其含有(a)其中Z＝S，Y＝N，R1＝H的选自结构A-E或F-J的淀粉样蛋白化合物，和(b)可药用的载体。
在本发明的另一实施方案中，它是体内检测患者淀粉样蛋白沉积的方法，其包括如下步骤：(a)给药可检测量的含有标记的淀粉样蛋白结合化合物的药物组合物，和检测化合物与患者淀粉样蛋白沉积的结合。在该实施方案的优选方面，淀粉样蛋白位于患者的大脑中。在该实施方案的尤其优选方面，患者被怀疑患有选自早老性痴呆、家庭早老性痴呆、唐氏综合症和载脂蛋白E4等位基因的纯合体的疾病或综合症。在该实施方案的另一尤其优选方面，检测选自γ-成象、磁共振成象和磁共振光谱。在该实施方案的优选方面，γ-成象是PET或SPECT。在该实施方案的另一优选方面，药物组合物通过静脉注射给药。在该实施方案的另一优选方面，(i)化合物与除小脑之外大脑区域的结合与(ii)化合物与患者小脑的结合的比率与正常治疗者的比率比较。
另一实施方案涉及在活组织检查或死亡后人体或动物组织中检测淀粉样蛋白沉积的方法，包括步骤：(a)用本发明的淀粉样蛋白结合化合物的溶液培养福尔马林固定或新鲜冷冻的组织以形成标记的沉积，随后(b)检测标记的沉积。在该实施方案的优选方面，溶液由25-100％的乙醇组成，溶液的其余部分是水，其中溶液用本发明的淀粉样蛋白化合物饱和。在该实施方案的尤其优选方面，溶液由含有0-50％乙醇的含水缓冲液(例如tris或磷酸盐)组成，其中溶液含有0.0001-100μM的本发明的淀粉样蛋白化合物。在该实施方案的尤其优选方面，检测通过选自明亮区域、荧光、同焦点激光和交叉极化显微镜的显微镜技术进行。
另一实施方案涉及定量在活组织检查或死亡后组织中淀粉样蛋白数量的方法，包括步骤：a)用活组织检查或死亡后组织的均浆培养本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物，其中化合物的至少一个取代基R1-R14被选自125I、3H和淀粉样蛋白结合化合物结构A-E或F-J说明的其中至少一个碳是14C的含碳取代基的放射标记标记；b)分离被本发明淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物结合的组织与未结合组织；c)定量被本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物结合的组织；和d)通过与标准相比较，将被本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记的衍生物结合的组织单位转换为每100mg组织淀粉样蛋白的微克数单位。
在上述实施方案的优选方面，本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物或其水溶性，无毒性盐是如下式A-E之一：
结构式C
结构式D
结构式E
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，在这种情况下，杂环的正确互变异构形式变成吲哚，其中R’是H或低级烷基：
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中任何如下结构式基团的氮不是季胺：
或本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物或它们的水溶性，无毒性盐是如下式F-J之一：
结构式F
结构式G
结构式H
结构式I
结构式J
其中每个Q分别选自如下结构：
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，其中R’是H或低级烷基；
其中U是CR’(其中R’是H或低级烷基)或N(只是当U＝N时，则Q不是
如下结构：
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中如下结构式的氮不是季胺：
其中每个R1和R2分别选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、(C＝O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n＝1，2，3或4和Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自如下用于R3-R14定义的任何非苯基取代基和R’是H或低级烷基)；
和其中每个R3-R14分别选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、CN、(C＝O)-R’、N(R’)2、NO2、(C＝O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’＝CR’-Rph、CR’2-CR’2-Rph(其中Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自用于R1-R14定义的任何非苯基取代基和其中R’是H或低级烷基)、三烷基锡和形式为W-L或V-W-L的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；和L是：
其中M选自Tc和Re；
或其中每个R1和R2是形式为W-L的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中W是-(CH2)n，其中n＝2，3，4或5；和L是：
其中M选自Tc和Re；
或其中每个R1-R14分别选自形式为W-L或V-W-L的螯合基团(含有或不含有螯合的金属基团)，其中V选自-COO-、-CO-；W是-(CH2)n，其中n＝0，1，2，3，4或5；L是：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
或如下形式的淀粉样蛋白结合、螯合化合物(含有或不含有螯合的金属基团)或它们的水溶性，无毒性盐：
其中R15分别选自如下基团之一：H，
其中R16是：
其中Q分别选自如下结构：
其中Z是S、NR’、O或C(R’)2，其中R’是H或低级烷基；
其中U是N或CR’；
其中Y是NR1R2、OR2或SR2；
其中每个R17-R24分别选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n＝1，2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X＝F、Cl、Br或I)、CN、(C＝O)-R’、N(R’)2、NO2、(C＝O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’＝CR’-Rph和CR’2-CR’2-Rph(其中Rph表示未取代或取代的苯基，苯基取代基选自用于R17-R20定义的任何非苯基取代基和其中R’是H或低级烷基)。
另一实施方案涉及辨别早老性痴呆大脑与正常大脑的方法，包括步骤：a)由正常受治疗者和被怀疑有早老性痴呆的患者得到(i)小脑和(ii)相同大脑的除小脑之外的其它区域的组织；b)用本发明的硫黄素淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物培养组织从而使组织的淀粉样蛋白与本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物结合；c)根据上述方法定量与本发明的淀粉样蛋白结合化合物的放射标记衍生物结合的淀粉样蛋白的数量；d)计算在大脑非小脑区域中淀粉样蛋白的数量与小脑中淀粉样蛋白的数量的比率；e)比较由正常受治疗者的组织中的淀粉样蛋白数量比率与被怀疑有早老性痴呆的患者组织中淀粉样蛋白数量的比率；和f)如果由被怀疑有早老性痴呆的患者大脑得到的比率超过由正常受治疗者大脑获得的比率的90％，确定存在早老性痴呆。
考虑本文公开的本发明的说明和实践，本发明的其它实施方案对本领域技术人员将是显然的。说明仅用作举例，本发明的实际范围和精神由如下权利要求书表示。此外，本文引用的所有文献作为参考清楚地引入本文。
附图的简要说明
附图1显示硫黄素S和硫黄素T的结构
附图2显示本发明的两种硫黄素衍生物的结构
附图3显示AD患者荧光染色的大脑前皮层的4个连续部分；
附图4显示在β-薄片原纤维中黄芬宁G和硫黄素T结合的建议位置
附图5显示使用黄芬宁G、硫黄素S和硫黄素T和本发明的衍生物(BTA-0、BTA-1和BTA-2)的竞争试验
附图6显示在用标记的BAT-1、6-Meo-BTA-1和6-Me-BTA-1注射的狒狒前皮层中时间过程的放射性
附图7显示在静脉内注射[N-甲基-11C]BAT-1后狒狒大脑的两个水平的横向位置发射X线断层照相术图像
附图8显示用本发明的衍生物(BTA-1)染色的人体和转基因小鼠大脑的死亡后部分
附图9显示在用多光子显微镜成象的活转基因小鼠中本发明的衍生物(BAT-1)染色的淀粉样蛋白斑和静脉淀粉样蛋白的体内标记
发明的详细描述
本发明开发硫黄素化合物和其放射标记衍生物在体内穿过血脑障壁，结合沉积在神经炎(但不扩散)斑中的Aβ、沉积在脑血管淀粉样蛋白中的Aβ和由沉积在NFT中的蛋白质组成的淀粉样蛋白的能力。本化合物是硫黄素S和T和非季胺衍生物，它们已知染色组织部分中的淀粉样蛋白，在体外结合合成Aβ。Kelenyi J.Histochem.Cytochem.15：172(1967)；Burns等，J.Path.Bact.94：337(1967)；Guntern等，Experientia 48：8(1992)；LeVine Meth.Enzymol.309：274(1999)。
本发明的硫黄素衍生物具有如下每个特征：(1)在体外与合成Aβ的特异结合和(2)在体内宽余过非危害的血脑障壁的能力。
用于本文描述硫黄素衍生物，“低级烷基”是支链或直链C1-C8，优选C1-C6，最优选C1-C4(例如甲基、乙基、丙基或丁基)。当R1-R14定义为“三烷基锡”时，该部分是三-C1-C8烷基锡部分，优选三-C1-C6烷基锡部分，最优选三-C1-C4烷基锡部分(例如甲基、乙基、丙基或丁基)。
本发明的方法确定在患者器官或身体区域，优选大脑中淀粉样蛋白沉积的存在和位置。本方法包括向患者给药可检测数量的含有选自如上定义的结构A-E或F-J的称为“可检测化合物”的淀粉样蛋白结合化合物或其可药用的水溶性盐的药物组合物。“可检测数量”是指所给药的可检测化合物数量，它足以能够检测化合物与淀粉样蛋白的结合。“成象有效量”是指所给药的可检测化合物数量，它足以能够成象化合物成淀粉样蛋白的结合。
本发明采用淀粉样蛋白探针，它与非侵害性神经成象技术，例如磁共振显微镜(MRS)或成象(MRI)，或γ成象，例如正电子成象术(PET)或单光子发射计算成象术(SPECT)结合用于体内定量淀粉样蛋白沉积。术语“体内成象”是指任何方法，它能够检测选自上述结构A-E或F-J的标记的硫黄素衍生物。对于γ成象，测量由所检查的器官或区域发射的放射，表达为总结合或作为比率，其中在一个组织中的总结合规格化(例如除以)为在相同体内成象过程中相同患者的另一组织中的总结合。体内总结合定义为在体内成象技术中组织中检测的总体信号，不需要通过与大量过量的非标记的，但另外化学相同的化合物一起第二次注射相同质量的标记化合物校准。“受体”是哺乳动物，优选人体，最优选被怀疑患有痴呆的人体。
为用于体内成象，可获得的检测设备的类型是选择一定的标记中的主要因素，例如，放射性同位素和19F尤其适合于本发明方法的体内成象。所使用的设备类型将指导放射性核素或稳定同位素的选择，例如，所选择的放射性核素必须具有可被一定类型的设备检测的延迟类型。另外的考虑涉及放射性核素的半衰期，半衰期应足够的长以便在目标的最大摄入时间时仍是可检测的，但应足够短从而宿主不承受有害的辐射。本发明的放射标记化合物可使用其中检测发射的合适波长的γ射线的γ成象检测。γ成象方法包括，但不限于，SPECT和PET。对于SPECT检测，优选所选择的放射标记将缺乏微粒发射，但将在140-200keV范围产生大量光子。对于PET检测，放射标记将是发射正电子的放射性核素，例如19F，它将消灭以形成两个可以被PET相机检测的511keVγ射线。
在本发明中，制备淀粉样蛋白结合化合物/探针，它们用于体内成象和定量淀粉样蛋白沉积。这些化合物用于与非侵害性神经成象技术，例如磁共振显微镜(MRS)或成象(MRI)，正电子成象术(PET)和单光子发射计算成象术(SPECT)结合体内。根据本发明，对于MRS/MRI通过用现有技术中已知的一般有机化学技术，硫黄素衍生物可用19F或13C标记，参见例如March，J.ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY：REACTIONS，MECHANISMS，AND STRUCTURE(3rd Edition，1985)，其内容列为本文参考文献。对于PET，硫黄素衍生物还可通过现有技术中已知的技术用18F、11C、75Br或76Br放射标记，由Gowler，J.and Wolf，A.在POSITRONEMISSION TOMOGRAPHY AND AUTORADIOGRAPHY(Phelps，M.，Mazziota，J.，and Schelbert，H.eds.)391-450(Raven Press，NY 1986)中描述，其内容列为本文参考文献。对于SPECT，硫黄素衍生物还可以通过任何现有技术中已知的若干技术用123I放射标记。参见Kulkarni，Int.J.Rad.Appl.& Inst.(B部)18：647(1991)，其内容列为本文参考文献。此外，硫黄素衍生物可通过用碘化重氮物直接碘化重氮化的氨基衍生物，用任何合适的放射性碘同位素，例如，但不限于，131I、125I或123I标记，参见Greenbaum，F.Am.J.Pharm.108：17(1936)，或通过将不稳定的重氮化胺转化为稳定的三氮烯，或通过将非放射性卤化前体转化为稳定的三烷基锡衍生物，它们随后通过现有技术中已知的若干方法转化为碘化合物。参见，Satyamurthy and Barrio J.Org.Chem.48：4394(1983)，Goodman等，J.Org.Chem.49：2322(1984)和Mathis等，J.Labell.Comp.and Radiopharm.1994：905；Chumpradit等，J.Med.Chem.34：877(1991)；Zhuang等，J.Med.Chem.37：1406(1994)；Chumpradit等，J.Med.Chem.37：4245(1994)。例如，硫黄素的稳定三氮烯或三烷基锡衍生物或其类似物与含有131I、125I、123I、76Br、75Br、18F或19F的卤化剂反应。因此，硫黄素的稳定三烷基锡衍生物和其类似物是用于合成本发明的许多放射标记的化合物的新前体。这些三烷基锡衍生物本身是本发明的一项实施方案。
硫黄素衍生物还可以用已知的金属放射标记，例如锝-99m(99mTc)。改性取代基以引入结合该金属离子的配位体可由放射标记领域中的普通技术人员无需通过过度实验而进行。金属放射标记的硫黄素衍生物随后可用于检测淀粉样蛋白沉积。制备99mTc放射标记的衍生物是现有技术中已知的。参见例如Zhuang等，“中性和立体有择Tc-99m配合物：[99mTc]N-苄基-3，4-二-(N-2-巯基乙基)-氨基-吡咯烷(P-BAT)”Nuclear Medicine & Biology 26(2)：217-24(1999)；Oya等，“小和中性Tc(v)O BAT，用于显影新大脑成象剂的二氨基乙二硫醇(N2S2)配合物”Nuclear Medicine & Biology 25(2)：135-40(1998)；和Hom等；“锝-99m标记的受体特异小分子放射药物：最新发展和鼓励结构”Nuclear Medicine & Biology 24(6)：485-98(1997)。
本发明的方法可使用用于体内成象和光谱学的核磁共振光谱学可检测的同位素。尤其用于磁共振光谱学的元素包括19F和13C。
用于本发明的合适放射同位素包括β-放射体、γ-放射体、正光子放射体和X-射线放射体。这些放射同位素包括131I、123I、18F、11C、75Br和76Br。用于本发明的磁共振成象(MRI)或光谱学(MRS)的合适稳定同位素包括19F和13C。用于在活组织检查或死后组织均浆中体外定量淀粉样蛋白的合适放射同位素包括125I、14C和3H。对于用于体内成象的PET，优选的放射标记是11C或18F，用于SPECT成象为123I，用于MRS/MRI为19F，和用于体外研究为3H或14C。然而，用于目测诊断探针的任何常规方法可用于本发明中。
该方法可用于在轻度或临床混淆情况下诊断AD，该技术还可用于在高危险的淀粉样蛋白沉积人群，例如唐氏综合症、家族AD和载脂蛋白E4等位基团的纯合体中淀粉样蛋白沉积的纵向研究。Corder等，Science 261：921(1993)。能够跟踪淀粉样蛋白沉积的临时结果的方法可测定是否沉积在痴呆发作之前长久发生或沉积与痴呆无关。该方法可用于监测在预防淀粉样蛋白沉积中治疗目标的有效性。
通过可检测标记的硫黄素衍生物的剂量将根据考虑，例如患者的年龄、症状、性别和疾病程度、禁忌，若有的话，伴随的治疗和其它变量改变，由本领域熟练临床医生调节。剂量可由0.001μg/kg-10μg/kg，优选0.01μg/kg-1.0μg/kg。
向患者给药可以是局部的或系统的，通过静脉内、动脉内、鞘内(经脊髓液)等完成。根据所检查的身体位置，给药还可以是真皮内或腔内。在化合物与淀粉样蛋白结合的足够时间后，例如30分钟-48小时后，患者所研究的区域用常规成象技术，例如MRS/MRI、SPECT、平面闪烁成象、PET和任何已有的成象技术检查。确切的方案必须根据如上所述患者的特殊因素和根据所检查的身体位置、给药方法和所使用的标记类型改变；特定方法的确定对熟练技术人员是常规的。对于大脑成象，优选测定结合的本发明的放射性标记硫黄素衍生物或类似物的数量(总共或特定结合)，与结合于患者小脑的标记的硫黄素衍生物的数量比较(作为比率)，该比率随后与同年龄正常大脑中的相同比率比较。
本发明的药物组合物有利的是以可注射组合物形式给药，但也可以配制成已知的药物输送体系(例如口服、直肠、肠胃外(静脉内、肌内或皮下)、脑池内、阴道内、腹膜内、局部(粉剂、软膏或滴剂)或颊或鼻内喷雾)。用于该用途的典型组合物含有可药用的载体，例如组合物可含有约10mg人体血清白蛋白和每毫升含有氯化钠的磷酸缓冲液约0.5-500μg标记的硫黄素衍生物。其它可药用的载体包括含水溶液、无毒性赋形剂，包括盐，防腐剂、缓冲剂等，如例如REMINGTON’SPHARMACEUTICAL SCIENCES，15th.Ed.Easton：Mack Publishing Co.1405-1412和1461-1487页(1975)和THE NATIONAL FORMULARY XIV.，14TH.Ed.Washington：American Pharma ceutical Association(1975)中所描述，其内容列为本文参考文献。
非水溶剂的实例是丙二醇、聚乙二醇、植物油和可注射的有机脂，例如油酸乙酯。含水载体包括水、含醇/含水溶液、盐水溶液、肠胃外载体，例如氯化钠、林格氏葡萄糖等。静脉内载体包括液体和营养显影液再生剂。防腐剂包括抗菌剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体。药物组合物的各种组份的pH和确切浓度根据本领域常规技术调节。参见Goodman and Gliman’s THE PHARMACOLOGICAL BASIS FORTHERAPEUTICS(7th Ed.)。
本发明的尤其优选的药物组合物是，除体内特定结合淀粉样蛋白和能够穿过血脑障壁之外，还在合适剂量水平时是无毒性的，并且具有令人满意的效果持续。
根据本发明，含有硫黄素淀粉样蛋白结合化合物的药物组合物向被预期淀粉样蛋白或淀粉样蛋白原纤维形成的受体给药。在优选实施方案中，该受体是人体，包括，例如有发展脑淀粉样蛋白危险的患者，包括老年，未痴呆人群和患有与淀粉样变性有关的疾病和II型糖尿病患者。术语“预防”用来包括改善与原纤维形成有关的细胞变性和毒性。“改善”是指治疗或预防已经表现出毒性迹象的患者的细胞变性和毒性的更严重形式，例如痴呆。
药物组合物含有上述硫黄素淀粉样蛋白结合化合物和可药用的载体。在一实施方案中，该药物组合物含有血清白蛋白、硫黄素淀粉样蛋白结合化合物和含有氯化钠的磷酸缓冲液。其它可药用的载体包括含水溶液、无毒性赋形剂，包括盐，防腐剂、缓冲剂等，如例如REMINGTON’S PHARMACEUTICAL SCIENCES，15th.Ed.Easton：MackPublishing Co.1405-1412和1461-1487页(1975)和THE NATIONALFORMULARY XIV.，14TH.Ed.Washington：American PharmaceuticalAssociation(1975)和UNITED STATES PHARMACOPEIA XVIII.18th Ed.Washington：American Pharmaceutical Asso ciation(1995)中所描述，其内容列为本文参考文献。
非水溶剂的实例是丙二醇、聚乙二醇、植物油和可注射的有机脂，例如油酸乙酯。含水载体包括水、含醇/含水溶液、盐水溶液、肠胃外载体，例如氯化钠、林格氏葡萄糖等。静脉内载体包括液体和营养显影液再生剂。防腐剂包括抗菌剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体。药物组合物的各种组份的pH和确切浓度根据本领域常规技术调节。参见Goodman and Gliman’s THE PHARMACOLOGICAL BASIS FORTHERAPEUTICS(7th Ed.)。
根据本发明，本发明的药物组合物可以液体或固体形式口服给药，或以悬浮液或溶液形式静脉内或肌内注射。术语“治疗有效量”是指预防与原纤维形成有关的细胞变性和毒性的数量。该数量将根据患者的年龄、体重和症状变化，将由本领域的普通技术人员根据已知规定调节。在一项实施方案中，剂量将在每天0.1-100mg/kg之间，或分成每天给药2-4次给药的较小剂量。该制度在每天的基础上患者将终身持续。此外，药物组合物可以每天0.1-100mg/kg的剂量肌内给药6周。
根据本发明涉及在活组织检查或死亡后组织中检测淀粉样蛋白沉积的方法的方面，方法包括用选自上述结构A-E或F-J的硫黄素淀粉样蛋白结合化合物的溶液培养福尔马林固定的组织。优选溶液是25-100％的乙醇，(其余部分是水)，其中溶液用本发明的硫黄素淀粉样蛋白化合物饱和。在培养过程中，化合物染色或标记组织中的淀粉样蛋白沉积，染色或标记的沉积可通过标准技术检测或目测。该检测方式包括显微镜技术，例如明亮区域、荧光、同焦点激光和交叉极化显微镜的显微镜技术。
定量在活组织检查或死亡后组织中淀粉样蛋白数量的方法，包括用活组织检查或死亡后组织的均浆培养本发明硫黄素标记的衍生物，或其水溶性或无毒性盐。以现有技术中已知的方法获得组织和均浆化。优选的标记是放射性标记，虽然其它标记，例如酶、化学发光和免疫荧光化合物是技术人员已知的。优选的放射标记是125I、14C或3H，选自结构A-E或F-J的淀粉样蛋白结合化合物的优选标记取代基是至少一个R1-R14。含有淀粉样蛋白沉积的组织将结合本发明的硫黄素淀粉样蛋白结合化合物的标记衍生物。随后用熟练技术人员已知的方法，例如过滤分离结合的组织与未结合组织。结合的组织可用熟练技术人员已知的方法定量。结合放射标记的硫黄素衍生物的组织的单位随后通过与用放射标记的硫黄素衍生物培养已知数量的淀粉样蛋白产生的标准曲线相比较，转换为每100mg组织淀粉样蛋白的微克数单位。
区别患有早老性痴呆的大脑与正常大脑的方法包括由正常受试验者和被怀疑患有早老性痴呆的患者获得(i)小脑和(ii)除小脑之外的同一大脑的另外区域的组织。该组织用熟练技术人员已知的方法制备成单独的均浆，随后用放射标记的硫黄素淀粉样蛋白结合化合物培养。随后对于每种组织类型(例如小脑、非小脑、正常、异常)计算结合于放射标记的硫黄素淀粉样蛋白结合化合物的组织的数量，计算正常组织和被怀疑患有早老性痴呆的患者组织的非小脑与小脑结合的比率，随后比较这些比率。如果被怀疑患有早老性痴呆的大脑的比率超过正常大脑得到的比率的90％，确定早老性痴呆的诊断。正常比率可由先前得到的数据获得，或另外可在研究被怀疑的大脑组织时同时重新计算。
建立分子模型
建立分子模型使用计算机建立模型程序Alchemy 2000 Tripost，Inc.St.Louis，MO进行，以产生在反向平行β-薄片构型中的Aβ肽链。Kirschner等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.83：503(1986)。淀粉样蛋白肽被放置在发夹环(Hilbich等，J.Mol.Biol.218：149(1991))，无需进一步的结构精制而使用。排列Aβ肽使得交叉的链隔开4.76埃，具有β-薄片原纤维的特性。如上Kirschner。硫黄素T衍生物被能量最小化，与原纤维模型排列以与Aβ(1-42)的Asp-23/Gln-25/His-13最大接触。
与Aβ合成肽的特异结合的表征：亲和力，动力学，最大结合
硫黄素衍生物结合的表征使用在磷酸盐缓冲的盐水(pH7.0)或先前Chysamine-G binding.Klunk等人。Neurobiol.Aging 15：691(1994)所述的用于黄芬宁G结合的甘油缓冲液/20％乙醇(pH8.0)中使用合成Aβ(1-40)和2-(4’-[11C]甲基氨基-苯基)苯并噻唑([N-甲基-11C]BAT-1)分析。
Aβ(1-40)的氨基酸序列如下：
用于组织染色硫黄素衍生物的制备
硫黄素S(ThS)和硫黄素(ThT)均用作药效基因(参见例如附图1)，应注意两种化合物含有季胺，因此，结果它们是相当亲水的。
合成[C-14]ThT，通过在辛醇和磷酸盐缓冲盐水之间分配测定相对亲油性。对于[C-14]ThT分配系数的log，logPoct为0.57。经确定，季胺给予ThT两极，用作有效大脑成象剂。基于亲油刚果红衍生物的结果(在生理学pH下不带电，但潜在可离子化的苯酚，pKa～8.5)(Klunk等，WO09634853A1、WO09847969A1、WO09924394A2)，本发明人由ThT的苯并噻唑的氮去除甲基，甲基部分的去除由分子的杂环部分除去带电荷的季胺，通常具有pKb数值～5.5。对于ThT衍生物，使用缩写命名法，其中基本骨架称为BTA(苯并噻唑-苯胺)。苯并噻唑环上的取代基放置在‘B’之前，在苯胺氮上的甲基数目放置在‘A’之后(参见例如附图2)。
i.用ThT和衍生物染色的预备组织
ThT(参见例如附图1)是荧光染料，用作淀粉样蛋白的组织学染剂(Burns等，“用硫黄素T染色淀粉样蛋白沉积的特异性”，Journal ofPathology & Bacteriology 94：337-344；1967)。ThT弱染色AD大脑中的斑(参见例如附图3)、缠结、神经纤维网线和脑血管淀粉样蛋白(CVA)。染色的预备组织显示伯胺2-(4’-氨基苯基)-6-甲基-苯并噻唑(6-Me-BTA-0)和叔胺2-(4’-二甲基氨基苯基)-6-甲基-苯并噻唑(6-Me-BTA-2)均染色死亡前AD大脑的斑和缠结(参见例如附图3)。其中6-Me-BTA-0和6-Me-BTA-2的浓度逐渐下降的实验显示，用仅含有10nM BTA化合物的染色溶液，6-Me-BTA-0和6-Me-BTA-1的染色仍可被检测，与之相反，BTP(2-苯基苯并噻唑)不显示染色斑，然而，该化合物远非如BTA衍生物那样荧光。因此，在这些化合物的开发中，通过类似于结合试验中采用的在宽范围内染色溶液筛选，组织染色用作在AD大脑中估计染色特异性以及估计结合亲和力的双重用途。
ii.刚果红衍生物和ThT与Aβ的结合模型
有关ThT与β-淀粉样蛋白的结合机理，存在一些理论，但没有特定的理论被证明或接受。然而，机理显示是特异和饱和的(LeVine，“用硫黄素T定量β-薄片淀粉样蛋白原纤维结构”，Meth.Enzymol.309：272-284；1999)。因此，应可能定位在Aβ上的潜在结合位，基于如下结构和结合性质，以用于开发刚果红(CR)/黄芬宁-G(CG)结合模型类似的方法开发结合模型(Klunk等，“用于早老性痴呆的β-淀粉样蛋白的小分子探针的开发”，Neurobiol.Aging 15：691-698；1994)。首先，ThT和CG在生理学pH下具有相反的电荷，不大可能载有通常的结合位，这由对[3H]CG与Aβ原纤维结合缺乏ThT的竞争支持(参见例如附图5)。
先前的Aβ原纤维结构研究(Hilbich等，“早老性痴呆的合成淀粉样蛋白βA4肽的聚集和继发结构”Journal of Molecular Biology 218：149-63；1991)和结合于Aβ的CR和CG建议一种分子模型，其中CG通过与Lys-16区域的静电和疏水相互作用的组合结合(参见例如附图4)。LeVine研究(LeVine，出处同上)通过显示ThT很好结合Aβ12-28但可忽略地结合Aβ25-35帮助定位ThT与Aβ的结合位。这暗示ThT结合位位于Aβ的残基12和24之间的某处。同样，带正电荷的ThT(季胺)将吸收到Aβ的带负电荷(酸性)残基上。在氨基酸12和24之间，仅有的酸性残基为Glu-22和Asp-23。尽管两者均为候选者，但现有的模型预言Glu-22非常接近于CG的Lys-16结合位。目前的“工作”模型定位ThT结合于由建议的CG位原纤维的相对侧上的Asp-23区域。因为ThT(和CG)结合的关键特征是存在β-薄片原纤维，结合必须需要需要刚好超过一个单独的氨基酸残基。当在单体中不正常相互作用的残基与β-薄片原纤维在一起时，存在结合位。因此，不打算限制于任何一种理论，但我们相信ThT还经氢键与包含β-薄片原纤维的单独的，相邻Aβ分子的His-13和Gln-15相互作用。
iii.ThT的放射标记和放射配位体结合试验
用组织染色估计结合是有用的，尤其用于估计特异性。不是非常荧光的化合物BTP，由于它不能很好地结合或由于不足够荧光，不显示染色。除AD组织染色之外，可用分光度分析法进行定量结合试验(LeVine，出处同上)。该试验取决于在ThT结合于淀粉样蛋白原纤维时出现的异染性光谱位移。虽然该试验可用于单个筛选显示该异染性位移的高荧光化合物，但它未被确定用于竞争试验。例如，人们通常观察到试验化合物(例如CG)熄灭ThT-Aβ配合物(以及单独的ThT)荧光。熄灭，但不结合于ThT位的化合物错误地显示结合，因此，在对聚集的Aβ的典型放射配位结合试验中优选使用放射标记的ThT。在该试验中，放射标记的ThT与在过滤器中捕获的Aβ结合的抑制将表示ThT结合的真实抑制，不需要高荧光的试验化合物。
给出如下实施例用于举例说明本发明，然而，应理解本发明不限制于在这些实施例中详细描述的具体条件。在整个说明书中，对公众可得到的文献的任何和所有参考，包括US专利，均作为参考具体地引入本专利申请中。
实施例
用于合成的所有试剂由Aldrich Chemical Company购买，无需进一步提纯而使用。熔点用Mel-TEMP II测定，未校正。所有化合物的1H NMR谱用Bruker 300测量，使用TMS作为内标，与指定的结构一致。TLC使用EM Sciences的Silica Gel 60 F254进行，用UV灯检测。快速色谱法用硅胶60(230-400目，由Mallinckrodt Company购买)进行。逆相TLC由Whiteman Company购买。
合成实施例
实施例1：樱草灵碱衍生物的合成：
途径1：樱草灵化合物的合成实施例根据如下反应方案所示进行：
樱草灵衍生物基于Schubert方法(Schubert，M.Zur Kenntnisder Dehydrothiotoluidin-and Primufin-sulfosaeuren，JustusLiebigs Ann.Chem，558，10-33，1947)通过2-氨基-5-甲基硫代苯酚与2-(硝基苯基)-苯并噻唑-6-碳酰氯缩合，随后使硝基与氯化锡在乙醇中反应制备。樱草灵碱的取代衍生物用合适取代的p-硝基苄基氯和R7-R10取代的2-硝基硫代苯酚合成。
根据如上的相同策略，其它要求的樱草灵衍生物可通过取代合适取代的3-巯基-4-氨基苯甲酸衍生物(例如2-、5-或6-甲基-3-巯基-4-氨基苯甲酸)、合适的4-硝基-苯甲酰氯衍生物(例如2-或3-甲基-4-硝基-苯甲酰氯)或合适的2-氨基-5-甲基硫代苯酚衍生物(例如3，5-、4，5-或5，6-二甲基-2-氨基硫代苯酚)合成。
实施例2：2-[2-(4’-氨基苯基)-乙烯基]-苯并噻唑衍生物的合成
途径3：BTEA-0，1，2和BTAA-0，1，2合成的实施例，它是根据如下反应方案的BTEA和BTAA组化合物的代表：
(a)反-2-(4-硝基苯基乙烯基)苯并噻唑(11)
在室温下，将在DMF(20ml)中的反-4-硝基肉桂酰氯10(1.77g，9.5mmol，1.2当量)滴加到2-氨基硫代苯酚9(1.0g，8.0mmol)在DMF(15ml)中的溶液中。反应混合物在室温下搅拌过夜。将反应混合物倾入10％碳酸钠溶液(100ml)中，通过减压过滤收集沉淀，由甲醇中重结晶得到1.92g(85.1％)产物11。
(b)2-(4-氨基苯基乙烯基)苯并噻唑(12)
2-(4-氨基苯基乙烯基)苯并噻唑11(500mg，1.7mmol)和氯化锡(II)二水合物(1.18g，5.2mmol)在无水乙醇中的混合物在氮气中回流4小时。真空蒸发除去乙醇，残余物溶解在乙酸乙酯(20ml)中，用氢氧化钠溶液(1N，3×20ml)和水(3×20ml)洗涤，用硫酸镁干燥。蒸发至干得到40mg(8.0％)产物12。
(c)2-(4-甲基氨基苯基乙烯基)苯并噻唑(13)
2-(4-氨基苯基乙烯基)苯并噻唑12(7mg)，MeI(3.9mg)和无水碳酸钾(100mg)在DMSO(无水，0.5ml)中的混合物在100℃加热16小时。反应混合物用逆相TLC(MeOH∶H2O＝7∶1)纯化得到2.5mg(32.7％)产物13。
(d)2-(4-氨基苯基亚乙基)苯并噻唑(14)
将2-(4-硝基苯基乙烯基)苯并噻唑(30mg，0.10mmol)溶解在甲醇(10ml)中，加入Pd/C(10％，40mg)，反应混合物在氢气气氛下在室温搅拌60小时。过滤去催化剂，用甲醇(约2ml)洗涤。蒸发滤液得到粗产物，它用TLC(己烷∶乙酸乙酯＝70∶40)纯化得到15mg(50％)产物。
1HNMR(300MHz，MeOH-d4)δ：7.88(d，J＝8.3Hz，1H，H-7)，7.86(d，J＝8.1Hz，1H，H-4)，7.48(dd，J1＝J2＝6.2Hz，1H，H-5 or H-6)，7.38(dd，J1＝J2＝8.2Hz，1H，H-5或H-6)，6.96(d，J＝6.8Hz，2H，H-2′，6′)，6.62(d，J＝6.8Hz，2H，H-3′，5′)，3.36(t，J＝7.4Hz，2H，CH2)，3.03(t，J＝7.4Hz，2H，CH2).
(e)2-(4-二甲基氨基苯基乙烯基)苯并噻唑(16)
2-氨基硫代苯酚9(0.51g，4.1mmol)，反-4-二甲基氨基肉桂酸14(0.79g，4.1mmol)和PPA(10g)的混合物在220℃加热4小时。冷却反应混合物至室温，倾入10％碳酸钾溶液(～400ml)中。残余物通过减压过滤收集，用快速柱(己烷∶乙酸乙酯＝2∶1)纯化得到560mg(48.7％)产物15黄色固体。
(f)2-(4-二甲基氨基苯基亚乙基)苯并噻唑(17)
将2-(4-二甲基氨基苯基乙烯基)苯并噻唑(12mg，0.038mmol)溶解在甲醇(5ml)中，加入Pd/C(10％，20mg)，反应混合物在氢气气氛下在室温搅拌16小时。过滤去催化剂，用甲醇(约1ml)洗涤。蒸发滤液得到7mg(58％)产物。
1HNMR(300MHz，丙酮-d6)δ：7.97(d，J＝8.3Hz，1H，H-7)，7.93(d，J＝8.1Hz，1H，H-4)，7.48(dt，J＝6.2Hz，J＝1.1Hz 1H，H-5 or H-6)，7.38(dt，J＝8.2Hz，J＝1.1Hz，，1H，H-5或H-6)，7.13(d，J＝6.8Hz，2H，H-2′，6′)，6.68(d，J＝6.8Hz，2H，H-3′，5′)，3.37(t，J＝7.4Hz，2H，CH2)，3.09(t，J＝7.4Hz，2H，CH2)，2.88(s，6H，NMe2).
实施例3：2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑衍生物的合成
途径1：6-MeO-BTA-0，1，2的合成实施例，它们的取代基R7-R10以及R3-R6的BTA化合物组的代表(Shi等，“抗肿瘤苯并噻唑.3.2-(4-氨基苯基)苯并噻唑的合成和它们对乳腺癌细胞系的体外和体内活性的评价”J.Med.Chem，39：3375-3384，1996)：
(a)4-甲氧基-4’-硝基苯甲酰基苯胺(3)
将p-甲氧基苯胺1(1.0g，8.1mmol)溶解在无水吡啶(15ml)中，加入4-硝基苯甲酰氯(1.5g，8.1mmol)。使反应混合物在室温下静置16小时。将反应混合物倾入水中，通过真空由滤液收集沉淀物，用5％碳酸氢钠(2×10ml)洗涤。无需进一步纯化，产物3用于下一步骤。
1HNMR(300MHz，DMSO-d6)δ：10.46(s，1H，NH)，8.37(d，J＝5.5Hz，2H，H-3′，5′)，8.17(d，J＝6.3Hz，2H，H-2′，6′)，7.48(d，J＝6.6Hz，2H)，6.97(d，J＝6.5Hz，2H)，3.75(s，3H，MeO).
(b)4-甲氧基-4’-硝基硫代苯甲酰基苯胺(4)
4-甲氧基-4’-硝基硫代苯甲酰基苯胺3(1.0g，3.7mmol)和Lawesson试剂(0.89g，2.2mmol，0.6当量)在氯代苯(15ml)中的混合物回流加热4小时。蒸发溶剂，残余物用快速柱(己烷∶乙酸乙酯＝4∶1)纯化得到820mg(77.4％)产物4橙色固体。
1HNMR(300MHz，DMSO-d6)δ：8.29(d，2H，H-3′，5′)，8.00(d，J＝8.5Hz，2H，H-2′，6′)，7.76(d，2H)，7.03(d，J＝8.4Hz，2H)，3.808.37(d，J＝5.5Hz，2H，H-3′，5′)，8.17(d，J＝6.3Hz，2H，H-2′，6′)，7.48(d，J＝6.6Hz，2H)，6.97(d，J＝6.5Hz，2H)，3.75(s，3H，MeO).(s，3H，MeO).
(c)6-甲氧基-2-(4-硝基苯基)苯并噻唑(5)
4-甲氧基-4’-硝基硫代苯甲酰基苯胺4(0.5g，1.74mmol)用少量乙醇(约0.5ml)湿润，加入30％含水氢氧化钠溶液(556mg，13.9mmol.8当量)。混合物用水稀释，得到最终的10％含水氢氧化钠溶液/悬浮液。将该混合物的等分样品在80-90℃以1分钟的间隔加入高铁氰化钾(2.29g，6.9mmol，4当量)在水(5ml)中的搅拌溶液中。进一步加热反应混合物0.5小时，随后冷却。通过真空过滤收集沉淀，用水洗涤，用快速柱(己烷∶乙酸乙酯＝4∶1)纯化得到130mg(26％)产物5。
1HNMR(300MHz，丙酮-d6)δ：8.45(m，4H)，8.07(d，J＝8.5Hz，1H，H-4)，7.69(s，1H，H-7)，7.22(d，J＝9.0Hz，1H，H-5)，3.90(s，3H，MeO)
(d)6-甲氧基-2-(4-氨基苯基)苯并噻唑(6)
6-甲氧基-2-(4-硝基苯基)苯并噻唑5(22mg，0.077mmol)和氯化锡(II)二水合物(132mg，0.45mmol)在沸腾乙醇中的混合物在氮气中回流4小时。真空蒸发除去乙醇，残余物溶解在乙酸乙酯(10ml)和水(5ml)中，用1N氢氧化钠溶液(2ml)和水(5ml)洗涤，用硫酸镁干燥。蒸发溶剂得到19mg(97％)产物6黄色固体。
(e)6-甲氧基-2-(4-甲基氨基苯基)苯并噻唑(7)和6-甲氧基-2-(4-二甲基氨基苯基)苯并噻唑(8)
6-甲氧基-2-(4-氨基苯基)苯并噻唑6(15mg，0.059mmol)，MeI(8.3mg，0.060mmol)和碳酸钾(100mg，0.72mmol)在DMSO(无水，0.5ml)中的混合物在100℃加热16小时。反应混合物用逆相TLC(MeOH∶H2O＝7∶1)纯化得到2.0mg(13.3％)6-甲氧基-2-(4-甲基氨基苯基)苯并噻唑7和6mg(40％)6-甲氧基-2-(4-二甲基氨基苯基)苯并噻唑8。
1HNMR of 7(300MHz，丙酮-d6)δ：7.85(d，J＝8.7Hz，2H，H-2′6′)，7.75(dd，J＝8.8Hz，J＝1.3Hz，1H，H-4)，7.49(d，J＝2.4Hz，1H，H-7)，7.01(dd，J＝8.8Hz，J＝2.4Hz，H-5)，6.78(d，J＝7.6Hz，2H，H-3′5′)，3.84(s，3H，MeO)，2.91(s，3H，NMe)，1HNMR of 8(300MHz，丙酮-d6)δ：7.85(d，J＝8.7Hz，2H，H-2′6′)，7.75(dd，J＝8.8Hz，J＝1.3Hz，1H，H-4)，7.49(d，J＝2.4Hz，1H，H-7)，7.01(dd，J＝8.8Hz，J＝2.4Hz，H-5)，6.78(d，J＝7.6Hz，2H，H-3′5′)，3.84(s，3H，MeO)，3.01(s，6H，NMe2)，
根据上述的相同策略，其它要求的2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑衍生物可通过取代合适取代的苯胺衍生物(例如2-，3-或4-甲基苯胺)和合适的4-硝基-苯甲酰氯衍生物(例如2-或3-甲基-4-硝基-苯甲酰氯)合成。
实施例4：没有R7-R10取代的BTA衍生物的合成
途径2：BTA-0，-1，-2化合物的合成实施例，它们是没有R7-R10的BTA化合物组的代表(Garmaise等，“驱虫季盐，III，苯并噻唑盐”J.Med.Chem，12：30-36 1969)：
(a)2-(4-硝基苯基)苯并噻唑(19)
在室温下，将4-硝基苯甲酰氯(1.49g，8.0mmol)在苯(无水，10ml)中的溶液滴加到2-氨基硫代苯酚(1.0g，在10ml苯中8.0mmol)中。反应混合物搅拌16小时，用水(20ml)停止反应。分离水层，用乙酸乙酯(3×10ml)提取。干燥和蒸发合并的有机层，粗产物用快速柱(己烷∶乙酸乙酯＝85∶15)得到1.5g(73.2％)产物，浅黄色固体。
(b)2-(4-氨基苯基)苯并噻唑(20)
2-(4-硝基苯基)苯并噻唑(105mg，0.40mmol)和氯化锡(II)二水合物(205mg，0.91mmol)在乙醇(20ml)中的混合物在氮气中回流4小时。真空蒸发除去乙醇后，残余物溶解在乙酸乙酯(20ml)中，用氢氧化钠溶液(1N，3×20ml)和水(3×20ml)洗涤，干燥和蒸发至干得到102mg(97％)产物。
(c)2-(4-甲基氨基苯基)苯并噻唑(21)和2-(4-二甲基氨基苯基)苯并噻唑(23)
2-(4-氨基苯基)苯并噻唑20(15mg，0.066mmol)，MeI(9.4mg，0.066mmol)和碳酸钾(135mg，0.81mmol)在DMSO(无水，0.5ml)中的混合物在100℃加热16小时。反应混合物用逆相TLC(MeOH∶H2O＝6∶1)纯化得到1.5mg(10％)2-(4-甲基氨基苯基)苯并噻唑21和2.5mg(16.7％)2-(4-二甲基氨基苯基)苯并噻唑23。(第62页数据)
(d)2-(4-二甲基氨基苯基)苯并噻唑(23)
2-氨基硫代苯酚9(0.5g，4.0mmol)，4-二甲基氨基苯甲酸22(0.66g，4.0mmol)和PPA(10g)的混合物在220℃加热4小时。冷却反应混合物至室温，倾入10％碳酸钾溶液(～400ml)中。通过减压过滤收集残余物得到964mg产物23，基于1HNMR分析，它是约90％纯度。由甲醇中重结晶100mg23得到80mg纯产物。
1HNMR(300MHz，丙酮-d6)δ：7.12(d，J＝7.7Hz，1H，H-7)，7.01(d，J＝9.0Hz，1H，H-4)，6.98(d，J＝9.1Hz，2H，H-2′，6′)，6.56(t，J＝7.8Hz，J＝7.3Hz，，1H，H-5或H-6)，5.92(d，J＝8.9Hz，1H，H-3′，5′)，2.50(s，6H，NMe2).
根据上述的相同策略，其它要求的2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑衍生物可通过取代合适的4-硝基-苯甲酰氯衍生物(例如2-或3-甲基-4-硝基-苯甲酰氯)或合适的4-二甲基氨基-苯甲酸衍生物(例如2-或3-甲基-4-二甲基氨基-苯甲酸)合成。
实施例5：双-2，2’-(4’-氨基苯基)-二苯并噻唑衍生物的合成
途径1：采用上述用于6-MeO-BTA化合物的一般方法，便用苯甲酰基苯胺代替p-甲氧基苯胺和使用16当量的4-硝基苯甲酰氯得到如下化合物：
根据上述相同的策略，其它双-2，2’-(4’-氨基苯基)-二苯并噻唑衍生物可经合适取代的苯甲酰基苯胺衍生物(例如2，2’-，3，3’-二甲基苯甲酰基苯胺)和合适的4-硝基-苯甲酰氯衍生物(例如2-或3-甲基-4-硝基-苯甲酰氯)合成。
途径2：不对称双-2，2’-(4’-氨基苯基)-二苯并噻唑衍生物通过合适取代的6-碘-(2-p-硝基苯基)苯并噻唑(它可根据如6-MeO-BTA化合物的相同策略，随后硝基还原制备)的钯催化的Suzuki偶联合成(Ishiyama等，“烷氧基二硼与卤代芳烃的钯(O)-催化的交叉偶联反应：用于芳基硼酸酯的直接方法”Tetrahedron Lett.，38，3447，1997)。
生物实施例
实施例6：测定Aβ亲和力和硫黄素衍生物的大脑摄取
使用[3H]CG和合成的Aβ(1-40)进行初期的竞争结合研究以测定CG、ThS和ThT是否结合于相同位置。经测定ThS与[3H]CG竞争Aβ(1-40)上的结合位，但ThT则没有(参见例如附图5)。随后通过BTA-0的甲基化合成高特异活性[N-甲基-11C]BAT-1(参见表1)。用[N-甲基-11C]BAT-1和200nMAβ(1-40)原纤维进行结合研究。[N-甲基-11C]BAT-1的特异结合为约70％。使用[N-甲基-11C]BAT-1结合试验，附图5(参见右图)显示ThT、BTA-0、BTA-1和BTA-2对Aβ位置的竞争曲线。Ki是BTA-2：3.0±0.8nM；BTA-1：9.6±1.8nM；BTA-0：100±16nM；和ThT：1900±510nM。不仅ThT的季胺对于与Aβ原纤维的结合不是必需的，也显示降低了结合亲和力。
在如下表1中，测定了5种不同11C-标记的BTA衍生物的体外结合性质、LogP值、和小鼠的体内大脑摄取和停留性质。
表1中显示的数据是明显的，尤其对于11C-标记的6-MeO-BTA-1和BTA-1衍生物。这些化合物显示相对高的对Aβ的亲和力，Ki值＜10nM，易进入小鼠大脑，摄取值＞0.4％ID/g*kg(或对于30g的动物，＞13％ID/g)。此外，30分钟大脑放射性浓度值小于0.1ID/g*kg，导致2分钟与30分钟浓度比率＞4。与N-甲基衍生物相比，两个N，N-二甲基化合物不太迅速地从小鼠大脑中清除，同样，目前仅伯可检测，6-MeO-BTA-0显示差的大脑清除。该惊奇和不可预计的结果支持了仲胺(例如-NHCH3)作为体内成象剂的特殊使用。
实施例7：狒狒中的体内PET成象实验
制备大量高特异活性(＞2000Ci/mmol)11C-标记的BTA-1、6-Me-BTA-1和6-MeO-BTA-1，用于在20-30kg麻醉的狒狒中的大脑成象研究，以3D数据收集模式使用Siemens/CTI HR+X线断层照相机(名义上的FWHM分辨率4.5mm)。在静脉内注射3-5mCi放射示踪剂后进行大脑成象研究。对三个化合物的感兴趣的额皮层区域的典型衰减-和衰退-校准的时间-活性曲线示于附图6中。应注意这些3个化合物在狒狒中的绝对大脑摄取非常类似于在小鼠中的数值(即约0.47-0.39％ID/g*kg)。然而，与小鼠相比，在狒狒中所有3种放射示踪剂的正常大脑清除率是相当低的，与小鼠中在30分钟高达7.7的比率相比，峰值/60分钟比率为2.4-1.6。3种化合物的最大大脑摄取和清除比率的排列顺序在小鼠和狒狒中是相同的。放射示踪剂的大脑摄取未显示限制于血流(附图6，插图)。得到注射所有3种化合物后动脉血样，显示它们的代谢曲线相当类似。在注射后的所有时间点的血浆中，仅观察到在接近逆相分析HPLC柱的空隙容积(4ml)洗脱的高度极性的代谢产物，而在约20ml洗脱未代谢的示踪剂。在所有3种化合物的血浆中未代谢注射物的典型数量在2分钟时为约90％；在30分钟时35％，和60分钟时20％。
在静脉注射3mCi[N-甲基-11C]BTA-1后在两种水平的狒狒大脑的横向PET成象显于附图7中。在注射后5-15分钟后收集的发射文件被加和以提供成象。大脑区域包括：Ctx(皮层)；Thl(丘脑)；Occ(枕骨皮层)和Cer(小脑)。注意整个大脑放射性的不均匀分布，表示在正常大脑中缺乏区域结合特异性。
实施例8：在死亡后AD和Tg小鼠大脑中染色淀粉样蛋白沉积
来自AD大脑和8月龄转基因PS1/APP[解释什么模型用于显示]小鼠的死亡后大脑组织部分用未标记的BTA-1染色。PS1/APP小鼠模型合并在双转基因小鼠中已知引起早老性痴呆的两种人体基因突变，所述小鼠在早达3月龄时在大脑中开始在淀粉样蛋白斑中沉积Aβ原纤维。典型的荧光显微图示于附图8中，在两种死亡后AD和PS1/APP大脑组织中淀粉样蛋白斑被BTA的染色是清晰可见的。脑血管淀粉样蛋白还增亮染色(附图8)。AD大脑的其它特征神经病理学标记，神经原纤维缠结(NFT)在AD大脑中被BTA更弱地染色(附图8，左)，在淀粉样蛋白沉积的转基因小鼠模型中未观察到NFT。
实施例9：在转基团小鼠中淀粉样蛋白沉积的体内标记和检测
3只17月龄PS1/APP转基因小鼠腹膜注射单一剂量的在DMSO、丙二醇和pH7.5PBS(v/v/v 10/45/45)溶液中的10mg/kgBTA-1。24小时后，采用多光子显微镜得到在使用颅窗技术的活小鼠大脑中高分辨率图象。在活PS1/ARP中的典型体内BTA-1成象示于附图9中，斑和脑血管淀粉样蛋白清晰区别。多光子显微镜研究说明在活PS1/APP转基团小鼠中BTA-1对Aβ的体内特异性。
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机译： 硫黄素衍生物可用于阿尔茨海默氏病的死前诊断以及体内成像和淀粉样蛋白沉积的预防
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