TPN10456及其制备方法和在多发性硬化症的药物中的应用

摘要

本发明涉及一种化合物及其药物应用，TPN10456及其制备方法和在多发性硬化症的药物中的应用。小分子化合物TPN10456，特征是。一种TPN10456及其制备多发性硬化症的药物中的应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物及其药物应用。

背景技术

多发性硬化症(Multiple sclerosis,MS)被认为是一种典型的由T细胞介导的中枢神经系统(Central Nervous System，CNS)自身免疫性炎症性疾病，其特征是免疫细胞浸润、脱髓鞘、轴突损伤和神经元信号中断。目前人们普遍认为MS是一种受遗传、表观遗传和环境因素影响的异质性、多因素疾病。

实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimentalautoimmune encephalomyelitis，EAE)与MS有许多临床、病理和组织学上的相似之处，是最常用的动物模型。我们对导致MS的免疫过程的理解的进步导致了超过十种FDA批准的疾病修饰药物，这些药物针对调节细胞、效应T细胞、B细胞和炎症细胞贩运到神经系统。然而，这些治疗只是部分有效地阻止MS疾病的进展，这些药物都不能带来完全缓解。治疗多发性硬化症更有效的药物通常伴随着更高的严重不良事件的风险。正如报道的那样，口服芬戈莫德在复发性多发性硬化症中的不良事件包括心动过缓、房室传导阻滞、肝酶水平升高、黄斑水肿和轻度高血压。此外，那他珠单抗以及其他免疫治疗药物与进行性多灶性白质脑病有关。多发性硬化症的治疗仍然是一个巨大的挑战。因此，这种情况促使我们找到一种新的药物，具有良好的疗效和较少的副作用。

CD4

发明内容

技术方案一

在本研究中，发明人首先通过结构驱动优化设计并合成了一种新型的小分子化合物TPN10456，其结构式为：

Bn：苄基，也成苯甲基。

技术方案二

具体的，所述TPN10456的合成方法过程为：

技术方案三

此外，发明人进一步发现所述TPN10456在体外以剂量依赖性的方式显著抑制小鼠和人Th17的分化。有趣的是，TPN10456特异性地抑制了致病性Th17细胞的分化，而不是常规的Th17。此外，与对照组相比，TPN10456处理的小鼠表现出较轻的EAE症状，包括较低的EAE临床评分，减少了中枢神经系统中白细胞浸润和减弱了脱髓鞘现象。值得注意的是，在外周淋巴器官、脾脏、引流淋巴结和中枢神经系统中，Th17细胞是EAE/MS进展中的主要致病效应CD4

多发性硬化症(Multiple sclerosis，MS)及其动物模型，实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)，是一种中枢神经系统(CNS)的慢性神经炎和脱髓鞘疾病。其中，免疫系统中多种成分与中枢神经系统中复杂元素之间的相互作用决定了MS的发病机理。越来越多的证据表明，阻断Th17分化的小分子在治疗自身免疫性疾病方面具有有益的作用。

附图说明

图1：TPN10456抑制离体Th17细胞分化

图2：TPN10456特异性抑制致病性Th17和人Th17细胞

图3：TPN10456缓解EAE小鼠临床症状

图4：TPN10456抑制CNS中Th17细胞分化

图5：TPN10456抑制脾脏Th17细胞分化

图6：TPN10456抑制淋巴结和外周血中Th17细胞

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明技术方案做进一步介绍和验证。

实施例材料与方法

动物

C57BL/6小鼠购自南京模式动物中心(南京，中国)。所用C57BL/6小鼠为8-10周龄，饲养于同济大学实验动物中心SPF级实验室，自由食用水和饲料。所有实验均获得批准，并按照同济大学的动物保护委员会的指导进行。

EAE诱导及治疗

C57BL/6小鼠(8-10周)皮下注射200μg完全溶于完全弗氏佐剂并包含有热灭活结核杆菌(H37Ra，5mg/ml，BD Diagnostics)的MOG

组织病理和免疫组织化学分析

每只小鼠用200μL 10％水合氯醛进行深度麻醉，然后0.9％NaCl心脏灌流去除各器官中的外周血，4％(w/v)多聚甲醛灌流进行固定。取腰髓组织样品4％多聚甲醛4℃固定过夜。石蜡包埋后H&E染色分析炎症浸润，快蓝染色分析脊髓脱髓鞘，Image-Pro软件进行统计分析。

细胞染色和流式分析

脾脏细胞或体外CD4

中枢神经系统浸润细胞分离和分析

脑和脊髓用预冷的组织匀浆器进行匀浆，70μm细胞滤网过滤收集至15ml离心管中，500g 4℃离心10min获得细胞，然后将细胞重悬在8ml 37％Percoll中。在15ml离心管中先轻轻加入4ml70％Percoll，瞬时离心去除离心管壁上残留的70％Percoll，避免与后面加入的37％Percoll互溶；沿着管壁缓缓加入37％Percoll细胞悬液，避免破坏界面层。780g25℃密度梯度离心25min，收集位于37/70％Percoll界面处的细胞，进行分析。

CD4

磁珠(Invitrogen,11415D)分离7-8周C57BL/6小鼠脾中CD4

人CD4

来自健康志愿者的全血利用PBS1:1稀释。6mL稀释后的血样缓缓加到3mL淋巴分离液上。800g 25℃密度梯度离心30min，收集位于中间界面处的细胞，进行分析后续分选。珠(Invitrogen,11346D)分离细胞，4×10

ELISA检测外周血中炎症因子表达

TPN10456(100mg/kg体重)或溶媒(无菌水)处理小鼠构建EAE模型。在建模第6天时，从眼眶静脉血中收集血清约150μl。眼眶静脉血在室温静置30分钟。30分钟后，通过在4℃下以4000rpm离心10分钟，仔细收集上清，尽可能不要吸到下方的沉淀，获得血清。根据制造商的说明，使用特定的ELISA试剂盒(eBioscience)测量血清中IL-17A和IL-6的浓度。

统计分析

EAE小鼠处理组间统计学差异用two-way ANOVA test分析，两组间特定某一天的临床评分统计学差异用Mann–Whitney U-test分析，其他数据统计用Student’s t-test分析，数据表示为mean±SEM，P＜0.05被认为有统计学意义。

结果

3.1 TPN10456抑制离体Th17细胞分化

新型小分子化合物TPN10456的化学结构式如Fig1a所示。通常认为分泌IL-17A的Th17细胞是引起EAE的主要病理性效应T细胞。CD4

如图1TPN10456抑制离体Th17细胞分化：

(a)TPN10456化学结构(b，c)从6-8周大的C57BL/6小鼠脾脏分离得到的幼稚CD4

3.2 TPN10456特异性抑制致病性Th17和人Th17

细胞因子组合IL-6+IL-1β+IL-23或IL-6+TGF-β1分别参与诱导致病或传统Th17细胞的。因此，我们通过使用这两种组合来研究TPN10456对致病性和传统型Th17细胞分化的影响。有趣的是，结果表明小分子TPN10456明显抑制致病性Th17细胞的分化，常规Th17细胞无明显影响，如图Fig2a-2d所示。纯化的人幼稚CD4

如图2TPN10456特异性抑制致病性Th17和人Th17细胞：

(a,b)从6-8周大的C57BL/6小鼠脾脏分离得到的幼稚CD4

3.3TPN10456缓解EAE临床症状

多发性硬化症为一种常见的自身免疫疾病，同时也是一种免疫介导脱髓鞘和中枢神经系统的退行性疾病。其发病与Th1和Th17细胞分化比例增高有关。而我们的结果发现TPN10456可有效抑制Th17细胞分化比例。因此，我们进一步评估TPN10456是否对多发性硬化症具有一定的治疗作用。首先，8-10周C57BL/6雄鼠用MOG

每天评估EAE临床评分直至实验结束，结果如Fig3a-3d所示，结果表明TPN10456可在EAE发病后期显著缓解疾病的严重程度、降低EAE临床评分。分析不同浓度的TPN10456的抑制效果发现，浓度越高，抑制效果越明显。

在免疫小鼠的第18天取白细胞浸润最明显、脱髓鞘最严重的中腰段脊髓进行组织学分析，检测中枢神经系统白细胞的浸润及髓鞘损伤情况，如Fig3e所示，HE染色结果表明TPN10456治疗组与对照组相比脊髓中白细胞浸润明显降低，Fig3f所示，快蓝染色结果同样表明治疗组脱髓鞘程度明显减弱，Image-Pro软件进行统计分析，结果见Fig3g和3h，治疗组和对照组之间具有统计学意义。

总之，研究数据表明TPN10456对EAE具有一定的疗效和保护作用。

图3TPN10456缓解EAE小鼠临床症状:

(a-d)10mg/kg,30mg/kg,100mg/kg和200mg/kgTPN10456免疫后第0天200μL/只小鼠灌胃给药，相同体积的无菌水做对照，检测EAE临床评分，数据表示为mean±SEM(n＝5-8)，*p<0.05，***p<0.001(two-way ANOVA test)。(e-f)在EAE免疫小鼠的第18天取中腰段脊髓，石蜡包埋切片，进行H&E染色和快蓝染色Scale bars,200μm，并对中枢细胞浸润和脱髓鞘情况进行统计分析(g和h)，每组取3只小鼠颈椎脱臼处死，每只小鼠切15张片子，进行统计学分析。**p<0.01，***p<0.001(Student's t test).

3.4 TPN10456抑制CNS中Th17细胞分化

免疫构建EAE模型的第18天，取小鼠的脊髓和脑，通过胞内染色和流式分析检测浸润至脊髓和脑中的与疾病活性有关的Th1、Th17细胞比例。经流式分析发现，中枢神经系统浸润细胞中，TPN10456治疗组与对照组相比浸润细胞的数量和其中CD4

如图4TPN10456抑制CNS中Th17细胞分化：

(a-c)在免疫构建EAE模型的第18天，用37/70％Percoll分离浸润至中枢神经系统中的细胞，流式细胞仪分析定量，Th1和Th17细胞比例的代表性流式图及统计数据。(d-h)100mg/kg体重9,10-脱水脱氢青蒿素给药治疗组和对照组EAE小鼠淋巴结中Th1和Th17细胞比例统计数据。(G-H)ELISA检测外周血清中的IFN-γ和IL-17A。数据用mean±SEM表示，每组n＝5-10，

3.5 TPN10456抑制外周系统中Th17细胞分化

多发性硬化症作为一种外周免疫系统中免疫细胞引发的一种自身免疫疾病，据文献报道T细胞、B细胞和单核细胞参与多发性硬化症的病理过程。我们取免疫第7天小鼠脾脏，经过称量我们发现TPN10456处理组的小鼠脾脏重量明显轻于对照组，同时脾白细胞的数量明显减少，如Fig5a-5c所示。为进一步分析外周免疫系统中Th1，Th17细胞和Treg细胞分化比例，我们取小鼠脾脏的白细胞并利用流式分析其中Th1，Th17细胞和Treg细胞分化比例。结果显示TPN10456治疗组的脾细胞中Th17细胞分化比例明显降低，如Fig5d-5i所示。IL-17A是Th17细胞所分泌的主要炎症效应因子，ELISA检测发现TPN10456治疗组的小鼠脾细胞重刺激的上清中IL-17A的分泌量明显下降，同时定量PCR检测发现TPN10456治疗组的小鼠脾细胞中Th17相关的细胞因子(如Il1b，Il6，Il17a等)mRNA表达水平均低于对照组，结果如图5：5j-5k所示。图5TPN10456抑制脾脏Th17细胞分化：

(a)免疫后第7天，TPN10456(100mg/kg，从第0天开始)或相同体积的无菌蒸馏水治疗的EAE小鼠中分离脾脏。(b)脾脏重量。(c)计算去除红细胞后全脾的细胞数。数据用mean±SEM表示，每组n＝6-7。从100mg/kgTPN10456(从day0开始)或第7天相同体积的无菌蒸馏水处理的EAE小鼠脾脏中分离白细胞后，用20μg/mlMOG

为了进一步验证TPN10456在Th17细胞分化的影响，我们取了免疫第7天的TPN10456治疗组和对照组的EAE小鼠的淋巴结，并利用流式分析其中Th1，Th17细胞和Treg细胞分化比例。结果显示TPN10456治疗组的淋巴结中Th17细胞分化比例明显降低，如Fig6a-6e所示。ELISA检测发现TPN10456治疗组的小鼠淋巴细胞重刺激的上清中IL-17A的分泌量明显下降，同时血清中IL-17A的分泌量也有所下降，结果如图6f-6j所示。如图6TPN10456抑制淋巴结和外周血中Th17细胞：

从100mg/kgTPN10456(从day0开始)或第7天相同体积的无菌蒸馏水处理的EAE小鼠淋巴结中分离出淋巴细胞后，用20μg/mlMOG

以上数据表明TPN10456可以特异性抑制致病性Th17和人Th17细胞分化。TPN10456通过在外周和中枢神经系统中抑制Th17分化，减少IL-17A分泌量而发挥治疗EAE的作用。

讨论

多发性硬化症是一种常见的神经系统的炎症性和脱髓鞘疾病，其中高加索人有较高患病率，比例大概为0.05–0.15％，多发性硬化症病人常伴有行走困难、痉挛和认知障碍，通常中青年起病，年龄一般在20-40岁之间，而且女性发病率通常高于男性。据报道MS是由外周自反应效应CD4

目前为止，尚没有一种药可以完全治愈多发性硬化症，美国食品和药品管理局批准的药物仅可以缓解疾病的进程或者降低疾病的活性，并伴有一系列副作用。治疗多发性硬化症代表性的一线药物为I型干扰素和醋酸格拉替雷，它们被认为是通过干扰T细胞激活和降低T细胞数量来发挥作用，然而它们并不能恢复已经损伤的中枢神经系统，并伴有注射疼痛、心跳加快、气短和流感样症状。富马酸二甲酯及其活性代谢产物据报道可降低氧化应激，保护轴突免受炎性介质的影响，但其同样也伴有潮红、头痛、腹痛和疲劳的副作用。米托蒽醌因引起心肌病、白细胞减少、白血病和感染而退居为治疗多发性硬化症的二线药物，克拉屈滨治疗的患者也同样经历轻微的感染，因此，这极大的促使患者寻找可供替代的药物，一种具有明确疗效和更少副作用的治疗多发性硬化症的药物是急需的。

实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)是一种广泛应用的MS动物模型，其研究提供了令人信服的证据，证明CD4

总而言之，本申请证明了TPN10456可以通过抑制体内中枢神经系统和外周免疫系统中Th17分化来缓解EAE临床和组织病理状况，为TPN10456能够有效干预多发性硬化症患者及其他自身免疫性疾病和炎症性疾病进行的临床指标提供了理论依据。