用于增强病毒效力的组合物和方法 技术领域 本发明涉及增强病毒生长、 扩散或细胞毒性的化合物。 更具体地说, 本发明涉及增 强溶瘤病毒效力的化合物和使用所述化合物的方法。
背景技术 溶 瘤 病 毒 (oncolytic viruses, OV) 是 新 颖 的 复 制 治 疗 剂 (replicationtherapeutics), 选择或设计所述病毒使其优先在癌细胞中生长并杀伤所述 癌细胞。多样的 OV 平台已显示出治疗多种类型癌的前景 (1 ~ 5)。由于 OV 的自我复制特 性, OV 治疗的主要挑战不是所有肿瘤的初始饱和, 而是当其感染了合理量的癌组织之后, 在 肿瘤细胞内有效的扩散。与多数活疫苗非常类似的是, 几乎所有 OV 都经过遗传修饰或选择 以减弱生长。这限制了 OV 在正常宿主组织中的扩散, 然而也可能减弱其在肿瘤中和肿瘤之 间迅速扩散的天然能力 (6)。
水疱性口炎病毒 (vesicular stomatitis virus, VSV) 是在多种体内癌模型中显 示出杰出效力的 OV(2, 3, 7)。VSV 是小的、 有包膜的、 负链 RNA 弹状病毒, 其对 I 型干扰素 (interferon, IFN) 特别敏感, 所述 I 型干扰素是正常的先天细胞抗病毒免疫的关键组成部 分。在多数癌中, IFN 应答通路是有缺陷的, 且 VSV 可以是极其有效的 (2, 3)。然而, 多种癌 保持强大的抗病毒防御, 导致单独使用时 VSV 的有效性低得多 (5, 8)。
我们以前已经证明组蛋白去乙酰化酶抑制剂 (histone deacetylaseinhibitor, HDI) 增强 VSV 感染和杀伤耐受性肿瘤细胞的能力, 部分原因是 HDI 所诱导的对 IFN 介导的 抗病毒应答的抑制 (9) 以及对凋亡作用的增强 (10)。 在小鼠中施用 VSV 之前和之后连续施 用 HDI 导致病毒 ( 优先在肿瘤内 ) 更好的扩散, 并且与各自的单独治疗相比, 联合治疗导致 肿瘤生长的降低。 因为连续施用 HDI 可导致多种毒性 ( 包括人类中的心脏毒性 ), 人们希望 鉴定可用于增强 OV 效力的其他小分子。
本领域中有鉴定增强病毒生长、 扩散或毒性之化合物和组合物的需要。本领域中 还有鉴定增强溶瘤病毒效力之化合物和组合物的需要。此外, 本领域中有鉴定用于体外和 体内治疗癌细胞之新方法的需要。
发明简述
本发明涉及增强病毒生长、 扩散或细胞毒性的化合物。 更具体地说, 本发明涉及增 强溶瘤病毒效力的化合物和使用所述化合物的方法。
根据本发明, 提供下式的化合物
其 N- 氧化物、 药学上可接受的加成盐、 季胺或立体化学异构体形式, 其中 : A 是包含 1 ~ 4 个杂原子和 1 或 2 个双键的 5 元杂环, 所述杂原子选自 O、 N或S; 1 R 是 H、 氧代、 烷氧基羰基、 肼基羰基烷基或氨基 ; 2 R 不存在, 或是烷基、 卤素、 羧基、 杂芳基羰基氨基或羟基 ; 3 R 不存在, 或是 H、 烷基、 卤素或杂环基氨基磺酰基, 和 4 R 是 H、 烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基。 根据另一个实施方案, 提供上文中描述的化合物, 其中 A 为
X1 是 O、 NH 或 S ; 1 R 是 H、 氧代、 烷氧基羰基、 肼基羰基烷基或氨基 ; 2 R 不存在, 或是烷基、 卤素、 羧基、 杂芳基羰基氨基或羟基 ; 3 R 不存在, 或是 H、 烷基、 卤素或杂环基氨基磺酰基, 和 4 R 是 H、 烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基。 本发明还提供上文中描述的化合物, 其表示为
其中,X1 是 O、 N、 NH 或 S ;
X2、 X3 和 X4 独立地是 C 或 N ;
X5 是 C ;
R1 是 H、 氧代、 烷氧基羰基、 肼基羰基烷基或氨基 ; 2
R 不存在, 或是烷基、 卤素、 羧基、 杂芳基羰基氨基或羟基 ; 3
R 不存在, 或是 H、 烷基、 卤素或杂环基氨基磺酰基 ; 4
R 是 H、 烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基 ;
其中原子 X2 和 X3 之间的键是单键或双键 ;
其中原子 X3 和 X4 之间的键是单键或双键 ;
其中原子 X4 和 X5 之间的键是单键或双键 ;
其中原子 X5 和 X1 之间的键是单键或双键 ;
其中当原子 X2 和 X3 之间的键与 X4 和 X5 之间的键各自是单键时, 原子 X3 和 X4 之间 1 的键是双键, 原子 X5 和 X1 之间的键是单键, X2 是 C, 并且 R 是氧代 ; 或者
其中当原子 X2 和 X3 之间的键与 X4 和 X5 之间的键各自是单键时, 原子 X3 和 X4 之间 的键是双键, 原子 X5 和 X1 之间的键是双键, 并且 X1 是 N, 或者 其中当原子 X2 和 X3 之间的键与 X4 和 X5 之间的键各自是双键时, 原子 X3 和 X4 之间 的键是单键, 并且 X5 和 X1 之间的键是单键。
在另一个实施方案中, 提供上文中描述的化合物, 其表示为
其中 :
X1 是 O、 NH 或 S ; 2
R 是烷基、 卤素、 羧基或羟基 ; 3
R 是烷基或卤素, 和 4
R 是烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基。
还提供了上文中描述的化合物, 所述化合物选自 : 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢 呋喃 -2- 酮、 2- 苯基 -1H- 咪唑 -4- 羧酸 1.5 水合物、 3-[5-(2, 3- 二氯苯基 )-2H-1, 2, 3, 4- 四 唑 -2- 基 ] 丙酰肼、 3, 5- 二甲基 -4-{[(2- 氧代 -3- 氮杂环庚烷基 ) 氨基 ] 磺酰基 }1H- 吡 咯 -2- 羧酸乙酯、 2- 氨基 -5- 苯基 -3- 噻吩羧酸、 3-[( 喹啉 -6- 基羰基 ) 氨基 ] 噻吩 -2- 羧 酸甲酯、 5-(2- 氯 -6- 氟苯基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮和 5-(2, 6- 二氯苯 基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮。
本发明还提供具有下式的化合物
其中,
X是O或S;
R5 是羟基烷基、 杂芳基、 未取代的芳基、 以 1 或多个选自烷基和卤素的取代基取代 的芳基、 杂环基或苯并二氧杂环烷基烷基 (benzodioxylalkyl) ; 和
R6 是氨基、 芳基或以 1 或多个选自烷基和卤素的取代基取代的芳基。
还 提 供 了 上 文 中 描 述 的 化 合 物, 其 中 所 述 化 合 物 选 自 N-(3, 4- 二 甲 基 苯 基 )-N ′ -(2- 吡 啶 基 ) 硫 脲、 N1-(2, 6- 二 乙 基 苯 基 ) 肼 -1- 硫 代 甲 酰 胺、 N-(2- 羟 乙 基 )-N ′ -(2- 甲 基 苯 基 ) 硫 脲、 N1-(2- 氯 -6- 甲 基 苯 基 ) 肼 -1- 硫 代 甲 酰 胺 和 N-(4- 氯 苯 基 )-N ′ -(2, 3- 二 氢 -1, 4- 苯 并 二 氧 杂 环 己 -2- 基 甲 基 ) 脲 (N-(4-chlorophenyl)-N′ -(2, 3-dihydro-1, 4-benzodioxin-2-ylmethyl)urea)。
本发明还提供上文中描述的化合物, 所述化合物选自 : 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮、 2- 苯基 -1H- 咪唑 -4- 羧酸 1.5 水合物、 3-[5-(2, 3- 二氯苯基 )-2H-1, 2, 3, 4- 四唑 -2- 基 ] 丙酰肼、 3, 5- 二甲基 -4-{[(2- 氧代 -3- 氮杂环庚烷基 ) 氨基 ] 磺酰 基 }1H- 吡咯 -2- 羧酸乙酯、 2- 氨基 -5- 苯基 -3- 噻吩羧酸、 3-[( 喹啉 -6- 基羰基 ) 氨基 ] 噻吩 -2- 羧酸甲酯、 5-(2- 氯 -6- 氟苯基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮和 5-(2, 6- 二氯苯基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮、 N-(3, 4- 二甲基苯基 )-N′ -(2- 吡 啶基 ) 硫脲、 N1-(2, 6- 二乙基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺、 N-(2- 羟乙基 )-N′ -(2- 甲基苯 基 ) 硫脲、 N1-(2- 氯 -6- 甲基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺、 N-(4- 氯苯基 )-N ′ -(2, 3- 二 氢 -1, 4- 苯并二氧杂环己 -2- 基甲基 ) 脲、 4-( 苄氧基 )-2- 甲基 -1- 硝基苯、 1-{4-[(2- 甲 基喹啉 -4- 基 ) 氨基 ] 苯基 } 乙 -1- 酮、 N1-(1, 2, 3, 10- 四甲氧基 -9- 氧代 -5, 6, 7, 9- 四 氢苯并 [a] 庚搭烯 -7- 基 ) 乙酰胺、 N-[4-( 二甲基氨基 ) 亚苄基 ] 氨基甲腙酸硫甲酯 (methylN-[4-(dimethylamino)benzylidene]aminomethanehydrazonothioate)、 N-(4- 氯 苯基 )-( 二甲基氨基 ) 甲酰亚胺硫甲酯氢碘酸盐 (methylN-(4-chlorophenyl)-(dimethy lamino)methanimidothioate hydroiodide)、 4 ′, 5 ′ - 二氢 -4 ′ -(5- 甲氧基苯基 ) 螺 [2H-1- 苯并噻喃 -3(4H)m3 ′ -[3H] 吡唑 ]-4- 酮、 1H- 苯并 [d] 咪唑 -2- 硫醇、 N-(2- 呋 喃基亚甲基 )-(4-{[(2- 呋喃基亚甲基 ) 氨基 ] 甲基 } 环己基 ) 甲胺 ; 2-[4-( 二乙氧基 甲基 ) 亚苄基 ] 丙二腈 ; 2-( 环丙基羰基 )-3-(3- 苯氧基 -2- 噻吩基 ) 丙烯腈 ; N ′ -(3, 5- 二氯苯基 )-2, 4- 二氟苯甲酰肼 ; 10-( 羟基亚甲基 ) 菲 -9(10H)- 酮 ; N1-(2, 5- 二氟苯 基 )-4-({[4-( 三氟甲基 ) 苯基 ] 磺酰基 } 氨基 ) 苯 -1- 磺酰胺 ; N-[4-(4- 氯苯基 )-2, 5- 二 氧代哌嗪基 ]-2-(2, 3- 二氢 -1H- 吲哚 -1- 基 ) 乙酰胺、 4-{[(4-{[(3- 羧基丙烯酰基 ) 氨 基 ] 甲基 } 环己基 ) 甲基 ] 氨基 }-4- 氧代 -2- 丁烯酸 ; 5- 氧代 -3- 苯基 -5-{4-[3-( 三氟甲 基 )-1H- 吡唑 -1- 基 ] 苯胺基 } 戊酸、 N1-(4- 氯苯基 )-2-({4- 甲基 -5-[1- 甲基 -2-( 甲基 硫代 )-1H- 咪唑 -5- 基 ]-4H-1, 2, 4- 三唑 -3- 基 } 硫代 ) 乙酰胺、 6-[2-(4- 甲基苯基 )-2- 氧
代乙基 ]-3- 苯基 -2, 5- 二氢 -1, 2, 4- 三嗪 -5- 酮 ; N1-[2-( 叔丁基 )-7- 甲基 -5-( 三氟甲 基 ) 吡唑并 [1, 5-a] 嘧啶 -3- 基 ] 乙酰胺 ; 4-(2, 3- 二氢 -1H- 茚 -5- 基 )-6-( 三氟甲基 ) 嘧啶 -2- 胺 ; 1-(2, 3- 二氢 -1- 苯并呋喃 -5- 基磺酰基 )-4- 哌啶羧酸乙酯、 2, 3- 二苯基环 丙 -2- 烯 -1- 酮、 1- 环十二烷基 -1H- 吡咯 -2, 5- 二酮、 1-(4- 甲基苯基 )-2, 5- 二氢 -1H- 吡 咯 -2, 5- 二酮、 2-[(4- 苯氧基苯胺基 ) 甲基 ] 异二氢吲哚 -1, 3- 二酮、 2-{[1-(3- 氯 -4- 甲基 苯基 )-2, 5- 二氧代四氢 -1H- 吡咯 -3- 基 ] 硫代 } 苯甲酸、 1-(1, 3- 苯并二氧杂环戊 -5- 基 甲基 )-2, 5- 二氢 -1H- 吡咯 -2, 5- 二酮、 4- 氯 -N-[3- 氯 -2-( 异丙基硫代 ) 苯基 ] 苯甲酰 胺和 N-({5-[({2-[(2- 呋喃基甲基 ) 硫代 ] 乙基 } 氨基 ) 磺酰基 ]-2- 噻吩基 } 甲基 ) 苯甲 酰胺。在一个优选的实施方案中, 所述化合物是 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮 (3, 4-dichloro-5-phenyl-2, 5-dihydrofuran-2-one, DCPDF)。
本发明还提供包含上文中描述的化合物和药学上可接受的载体、 稀释剂或赋形剂 的组合物。
此外, 本发明提供组合物, 所述组合物包含上文中描述的化合物和以下的一种或 更多种 : a) 病毒, 优选减毒的病毒、 遗传修饰的病毒或溶瘤病毒 ; b) 一种或更多种癌细胞 ; c) 载体、 稀释剂或赋形剂 ; d) 药学上可接受的载体、 稀释剂或赋形剂 ; e) 非癌细胞 ; f) 细胞 培养基 ; g) 一种或更多种癌治疗剂 ; 或 a) ~ g) 的任何组合。
在一个不是意在以任何方式进行限制的具体实施方案中, 提供了上文中描述的化 合物和用于生长、 培养或以病毒感染细胞的培养基, 和任选地一种或更多种能够被所述病 毒感染的细胞。在另一个实施方案中, 所述细胞是永生化的细胞、 癌细胞或肿瘤细胞。在一 个替代的实施方案中, 所述细胞是 MDCK、 HEK293、 Vero、 HeLa 或 PER.C6 细胞。
还提供了试剂盒, 所述试剂盒包含上文中描述的化合物和 a) 病毒, 优选减毒的或 遗传修饰的病毒或溶瘤病毒 ; b) 一种或更多种癌细胞 ; c) 药学上可接受的载体、 稀释剂或 赋形剂 ; d) 非癌细胞 ; e) 细胞培养基 ; f) 一种或更多种癌治疗剂, g) 细胞培养板或多孔皿 ; h) 向细胞、 培养基或对象递送病毒敏化化合物 (viral sensitizing compound) 的设备 ; i) 使用所述病毒敏化剂的说明书 ; j) 载体稀释剂或赋形剂, 或 a) ~ j) 的任何组合。
在一个不是意在以任何方式进行限制的具体实施方案中, 提供了试剂盒, 所述试 剂盒包含上文中描述的化合物和用于生长、 培养或以病毒感染细胞的培养基, 和任选地一 种或更多种能够被所述病毒感染的细胞。 所述试剂盒还包含使用本文中描述的任何组分或 组分之组合和 / 或进行本文中描述的任何方法的使用说明。
本发明还提供了增强病毒在细胞中扩散的方法, 所述方法包括在所述病毒之前、 之后或同时将本文中描述的化合物施用至细胞。所述方法优选在体外进行。
本发明还提供增强减毒的病毒或遗传修饰的病毒在细胞中扩散的方法, 所述方法 包括在所述减毒的或遗传修饰的病毒之前、 之后或同时将本文中描述的化合物施用至细 胞。
本发明还提供增强溶瘤病毒在肿瘤或癌细胞中扩散的方法, 所述方法包括在所述 溶瘤病毒之前、 之后或同时将上文中描述的化合物施用至癌或肿瘤细胞。所述癌或肿瘤细 胞可为体内或体外, 优选来自哺乳动物对象体内, 所述对象例如但不限于人类对象。
还提供了增加溶瘤病毒在癌或肿瘤细胞中溶瘤活性的方法, 所述方法包括在所述 溶瘤病毒之前、 之后或同时将上文中描述的化合物施用至癌或肿瘤细胞。所述癌或肿瘤细胞可为体内或体外, 优选来自哺乳动物对象, 所述对象例如但不限于人类对象。
本发明还构想通过在上文中描述的化合物存在的条件下, 使病毒在适宜的培养基 中生长而生产病毒的方法。
本发明还构想通过在上文中描述的化合物存在的条件下, 使病毒在适宜的培养基 中生长而生产减毒的病毒的方法。
本发明还构想通过在上文中描述的化合物存在的条件下, 使病毒在适宜的培养基 中生长而生产遗传修饰的病毒的方法。
本发明还构想通过在上文中描述的化合物存在的条件下, 使病毒在适宜的培养基 中生长而生产溶瘤病毒的方法。
本发明的这一简述并不必然描述本发明的所有特征。 附图说明
通过以下参照附图的说明, 本发明的这些特征和其他特征将会变得更加明显, 其中:
图 1 显示 3, 4 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃酮 (DCPDF) 对 VSVΔ51 在 CT26 结肠癌 细胞中扩散之作用的结果。以多种剂量的 DCPDF 预孵育 CT26 细胞 4 小时, 并随后用感染复数 (multiplicity of infection, MOI) 为 0.03 的表达 RFP 的 VSVΔ51 攻击所述细胞。感 染后 42 小时拍摄荧光照片。
图 2 显示 DCPDF 对 VSVΔ51 在 4T1 乳腺癌细胞中扩散之作用的结果。以多种剂量 的 DCPDF 预孵育 4T1 细胞 4 小时, 并随后用感染复数为 0.01 或 0.001 的表达 RFP 的 VSVΔ51 攻击所述细胞。感染后 42 小时拍摄荧光照片。还以 5μM 使用 SAHA 作为阳性对照。
图 3 显示 DCPDF 对 VSVΔ51 在 4T1 乳腺癌细胞中所诱导的细胞毒之作用的结果。 以 多种剂量的 DCPDF 预孵育 4T1 乳腺癌细胞 4 小时, 并随后用 MOI 为 0.01 或 0.001 的 VSVΔ51 攻击所述细胞。孵育 48 小时之后, 将培养板用考马斯蓝染色。还以 5μM 使用 SAHA 作为阳 性对照。
图 4 显示 DCPDF 增强从 CT26 细胞输出 VSV 的结果。以增加的浓度添加 DCPDF 之 后 4 小时, 以 0.03 的 MOI 感染 CT26 细胞。48 小时之后, 收集上清液, 并用 Vero 细胞测定滴 度。Y 轴表示蚀斑形成单位 (plaqueforming unit)/ml(PFU/mL), 并且是对数标度。在最高 DCPDF 浓度时, VSV 滴度以接近 3log(1000 倍 ) 增加。
图 5 显示 3, 4 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃酮 (DCPDF) 对 VSV 在多种细胞系中之 扩散的作用。a) 用 DCPDF( 以指定的浓度 ) 预处理汇合的细胞 4 小时, 随后以低 MOI(786-0 和 GM38 为 0.03, 4T1 和 CT26 和 U251 为 0.01), 用表达 RFP 的 VSV 攻击所述细胞。除了正常 的 GM38 细胞之外, 在所有癌细胞系中, VSV 的扩散增强。 b) 显示 3, 4 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二 氢呋喃酮 (DCPDF) 在多种癌细胞系 ( 而非在正常细胞中 ) 增加 VSV 滴度之作用的结果。用 DCPDF( 以指定浓度 ) 预处理汇合的细胞 4 小时, 随后以低 MOI(786-0、 4T1 和 CT26 为 0.01, GM38 为 0.03) 用表达 RFP 的 VSV 攻击所述细胞。孵育 48 小时之后, 收集上清液, 并用 Vero 细胞测定滴度。要注意的是, 在癌细胞系中 ( 而非在正常的 GM38 细胞系中 ), VSV 的扩散增 强。c) 显示的结果表明 DCPDF 的作用是剂量依赖性的。使用增加浓度的 DCPDF 处理细胞。 以指定的 MOI 用 VSV 感染后 48 小时, 收集上清液。图 6 显示表明 VSV 和 DCPDF 诱导体外协同杀伤细胞的结果。a) 用系列稀释的固 定比例的 VSVΔ51 和 VSe1 联合混合物 (500PFU : 1μMVSVΔ51 : VSe1) 处理 4T1 和 CT-26 细 胞。48 小时之后, 使用阿尔玛蓝 (alamar blue) 试剂评价细胞毒性。根据 Chou 和 Talalay 的方法, 使用 Calcusyn 计算联合指数 (combination index, CI)。图表表示受影响细胞的 分数 (fraction of cells affected, Fa) 之函数, CI 的代数估计值。误差条表示估计的标 准误。b) 用增加剂量的 DCPDF 预处理 4 小时之后, 用 MOI 为 0.01 的 VSVΔ51 或无病毒来攻 击汇合的 4T1 细胞。48 小时之后, 固定细胞, 并用考马斯蓝染色。
图 7 显示表明 DCPDF 增强溶瘤痘苗病毒之扩散的结果 a) 以 VSe120μM 预处理鼠 4T1 乳腺癌和 B16-F10 黑色素瘤细胞 4 小时, 随后用表达荧光 cherry 蛋白的溶瘤痘苗病毒 (VVdd) 攻击所述细胞。感染后 72 小时拍摄荧光照片。b) 随后收集细胞和上清液, 并通过 标准的蚀斑测定法 (plaque assay) 在 U20S 细胞上测定滴度。
图 8 显示 DCPDF 处理导致细胞周期分布改变和 G1 阻断的结果。a) 用 DCPDF 或 HDAC 抑制剂 TSA 处理 B16 黑色素瘤细胞 48 小时。随后固定细胞, 使用碘化丙啶染色, 并通 过流式细胞术分析。使用 modfit 进行细胞周期分析。b) 根据 a) 中所示的数据, 在细胞周 期的每个期的细胞百分比。Ap =凋亡的 (apoptotic)。 图 9 显示 DCPDF 可克服预先存在的 IFN 介导的抗病毒状态的结果。用 100U 的 IFN 预处理人 U251 细胞 24 小时。随后, 用 DCPDF 或载剂预处理细胞, 然后用 VSVΔ51 攻击所述 细胞 48 小时。随后固定细胞并用考马斯蓝染色。
图 10a ~ j) 显示用所选择的药物预处理 4T1 细胞 2 小时的结果, 所述药物是从 超过 13500 个化合物的筛选中鉴定的。随后以指定的 MOI(0.03 至 0.003), 用表达 RFP 的 VSVΔ51 攻击细胞。48 小时之后, 拍摄荧光照片, 并进行考马斯染色。
图 11 显示通过高通量筛选鉴定的多种其他病毒敏化剂候选物和由此获得的结 果。a) 散点图表示其他的高通量筛选数据。y 轴对应于参数 Log(VSV/ 对照 ), 其定义为 VSV 存在下化合物之细胞毒性与 VSV 不存在下化合物之细胞毒性之比的对数。对于每种 化合物, 对重复测定的平均值进行作图。x 轴代表 12280 个受试化合物的每一个。表现出 Log(VSV/ 对照 ) 值高于 0.3 的化合物被认为是潜在的病毒敏化剂 ( 阴影区 )b) 以 96 孔板 的形式重新测试所鉴定的潜在病毒敏化剂对 4T1 细胞的 VSVΔ51 增强活性, 其中使用 10μM 浓度的药物和 MOI 为 0.03 的 VSVΔ51。使用荧光显微镜, 用表达 RFP 的 VSVΔ51 毒株来使 24 小时后的病毒扩散可视化。使用 SAHA(10μM) 作为阳性对照。c) 孵育 48 小时之后收集 自 b) 的上清液的病毒滴度相对于载剂处理之对照的改变倍数。箭头指示的插图显示 VSe1 的分子结构 (3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮或 DCPDF)。所测试的以 VSe 命名的 化合物的具体身份可从本文中的表 2 中获得。
表 12 显示 VSe1 增强 VSVΔ51 扩散并在耐受性细胞中导致协同杀伤细胞的结果。 a) 通过蚀斑测定法, 用 Vero 细胞测定收集以载剂对照、 20 或 40μM VSe1 处理 4T1、 CT26 和 786-0 细胞的自感染 (VSVΔ51, MOI 为 0.01) 之后 40 小时的上清液的 VSVΔ51 滴度。数据 ** 表示三至四次独立实验的平均值* p = 0.007, p = 0.04, #p = 0.02, ##p = 0.01, $p = 0.07, $$p = 0.05(ANOVA)。误差条表示标准误。b) 用 VSe1 20μM 或载剂对照处理 CT26 细胞, 随后用野生型 VSV(MOI = 0.0003) 攻击所述细胞。通过蚀斑测定法, 用 Vero 细胞测 定感染后 18、 28 和 36 小时收集的上清液的病毒滴度。c) 显示多种剂量的 DCPDF 增强来自
786-0 和 CT26 细胞的病毒滴度的结果。
图 13 显示 a) 以 ISRE- 萤光素酶报道基因和 β- 半乳糖苷酶 ( 对照 ) 共转染 293T 细胞的结果。转染之后 6 小时, 用指定浓度的 VSe1 或载剂处理细胞。接受 VSe1 之后 20 小时, 更换培养基, 并用 IFN-α 处理细胞。次日, 裂解细胞并测量萤光素酶活性。还测量 * ** *** 了 β- 半乳糖苷酶活性并用于数据标化。 p = 0.03, p = 0.005, p = 0.03, #p = 0.003, ##p = 0.006, ###p = 0.002B) 用 200U/ml Intron A 和 VSe1( 或载剂 ) 共处理人 U251 神经胶质瘤细胞, 随后以 0.01 的 MOI 用表达 GFP 的 VSVΔ51 攻击所述细胞的结果。40 * ** 小时之后, 收集上清液, 并通过蚀斑测定法, 用 Vero 细胞测定滴度。 p = 6.4×10-3, p= -4 *** -5 1.6×10 , p = 6.8×10 (ANOVA) 误差条表示标准误, n = 3。
图 14 显示 VSe1 抑制 VSVΔ51 诱导之基因的结果。用 SAHA 5μM、 VSe1 20μM 或 载剂预处理 CT26 细胞 4 小时, 随后以 0.03 的 MOI 用 VSVΔ51( 或模拟处理 ) 攻击所述细胞。 感染后 24 小时, 收获细胞并提取 RNA。随后, 处理 RNA 用于在 Affymetrix 小鼠基因 1.0ST 阵列 (Affymetrix Mouse Gene 1.0ST) 上杂交。将基因表达标化至获自载剂处理的模拟感 染对照的值。在 a ~ b) 中, 沿 x 轴的点表示, 通过 VSVΔ51 感染, 每种基因增加超过 2 倍, 并且显示为●。在 a) 中, 在 VSe1 20μM 存在下, VSVΔ51 诱导的基因表达的改变倍数显示 为○。在 b) 中, 在 SAHA5μM 存在下, VSVΔ51 诱导的基因表达的改变倍数显示为○。 图 15 显示 VSe1 在免疫活性小鼠中和在人类临床样品中表现出 VSVΔ51 敏化活 性的结果。a) 第一次处理前 11 天, 在同基因的 Balb/C 小鼠中皮下 (s.c) 植入 3×105 耐 VSVΔ51 的 CT26 细胞。 第 11 天 (D11) 时, 以 0.4mg/ 小鼠腹膜内 (i.p) 施用 VSe1( 或载剂 )。 8 4 小时之后, 肿瘤内 (i.t) 施用 1×10 VSVΔ51( 或 PBS)。在第 13 和 15 天, 施用另外两个 剂量的 VSe1。使用卡尺测量小鼠肿瘤体积, 并显示相对于 D11 的平均肿瘤体积。误差条表 * ** *** 示标准误 p < 0.005, p < 0.05, p < 0.1(ANOVA)。N = 5 只小鼠 / 组。b) 用载剂 ( 中图 ) 或 40μM VSe1 处理 24 小时之后, 以 1×107PFU 的表达 GFP 的 VSVΔ51( 或 PBS, 上 图 ) 感染的代表性人结肠肿瘤的切片的伪色 (LUT) 荧光显微镜图像。照片是孵育 72 小时 之后拍摄的。c) 按照 b) 用 20 或 40μM VSe1 处理人肿瘤或正常组织切片。72 小时之后, 收集组织样品, 并将其匀浆, 用于随后通过蚀斑测定法用 Vero 细胞测定滴度。
图 16 显示表明 VSe1 不增加 VSVΔ51 在正常小鼠组织中之复制的结果。与图 15a 中显示的处理方案相类似地处理 Balb/C 小鼠。简单地说, 腹膜内 (i.p) 提供第一剂量的 8 0.4mg VSe1( 或载剂 ), 4 小时之后用 1×10 PFU 表达 GFP 的 VSVΔ51 静脉攻击。48 和 96 小 时之后, i.p 再次施用 VSe10.4mg( 或载剂 ), 并在感染后第 6 天处死小鼠。收集器官, 并立 即使用荧光解剖显微镜来使其可视化。 GFP 显示与正上方显示的相差 (Ph.C) 图像相关联的 GFP 荧光照片。在任何器官中, 均未观察到 GFP 信号。
图 17 显示表明 DCPDF(VSe1) 及其类似物增强 VSVΔ51 在细胞中之扩散的结果。 在 以 0.01 的 MOI 用表达 GFP 的 VSVΔ51 感染之前 4 小时, 用 20μM 药物或对照预处理 4T1 小 鼠乳腺癌细胞。对于母化合物, 两个重复地进行两次实验。病毒感染之后大约 48 小时, 拍 摄荧光照片, 并显示在 (a) 中。随后, 使用考马斯蓝测定来测定 (b) 中的细胞毒性。收集上 清液, 并使用标准的蚀斑测定法, 用 Vero 细胞测定病毒颗粒的滴度 (c)。 数据表示三次独立 * -4 ** -4 *** 实验的平均值, p = 9.39×10 , p = 6.7×10 , p = 0.14, #p = 0.74, ##p = 0.34, ###p = 0.60( 不成对、 不等方差 T 检验 )。以误差条表示标准误。(d) 不同浓度的每种药
物对 4T1 细胞的细胞毒性。(e) 高浓度的 DCPDF 和二溴取代的 DBPDF 对 4T1 细胞的细胞毒 性。 接受 20μM 药物剂量之后 48 小时, 使用阿尔玛蓝 (alamar blue) 试剂测量细胞生存。 * 相对于对照孔来标化细胞生存。其值为以两个重复进行的三次分开实验的平均值, p= -3 ** -5 *** -6 -2 -5 9.97×10 , p = 3.75×10 , p = 4.58×10 , #p = 1.79×10 , ##p = 4.24×10 ( 不 成对、 不等方差 T 检验 )。以误差条表示标准误。
图 18 显示多种微管去稳定剂增强 VSV 诱导之细胞毒性的结果。用指定浓度 的微管去稳定剂预处理 4T1(a) 和 CT26(b) 细胞 4h, 所述微管去稳定剂包括帕苯达唑 (parbendazole, Parb)、 秋水仙素 (colchicine, Colch)、 阿苯达唑 (albendazole, alben)、 诺考达唑 (nocodazole, Noco)、 长春瑞滨碱 (Vinorelbine base, Vino)。测定 VSVΔ51 存在 和不存在下药物的细胞毒性, 并将其用于计算 VSV/ 对照杀伤率 (kill ratio), 所述杀伤率 等于相对于仅 VSV 对照的药物存在时的细胞生存除以相对于未感染对照的药物的细胞毒 性。1 以下的值 ( 虚线 ) 表明, 在给定浓度下, 该药物比预期 VSV 存在时更有效。
图 19 显示秋水仙素是 VSVΔ51 在肿瘤细胞中扩散的强大增强剂的结果。a) 以降 低剂量的秋水仙素预处理之后, 用表达绿色荧光蛋白 (greenfluorescent protein, GFP) 的 VSVΔ51, 以 0.01 的 MOI 感染人 U251、 786-0 和小鼠 4T1 细胞。孵育 48 小时之后, 拍摄荧光 显微照片。在低至 80nM 的剂量下, 观察到了强烈增强的 VSVΔ51(GFP) 扩散。在 b ~ d) 中, 在 48 小时时收集上清液, 并使用标准蚀斑测定法将所述上清液用于评价病毒滴度。秋水仙 素可强烈增强 ( 高达近 1000 倍 ) 病毒产生。
图 20 显示秋水仙素不调节 IFN 应答的结果。用秋水仙素或对照预处理对 IFN 应 答的 U251 细胞 4 小时, 随后添加人 IFN-α4 小时, 接着用表达 GFP 的 VSVΔ51 攻击。进行 考马斯染色以评价细胞毒性 ( 上方两个图 )。如预想的那样, IFN 阻断了 VSV 的复制, 并且 尽管秋水仙素增强了 VSV 的溶瘤作用, 但其不能克服 IFN 诱导的抗病毒作用, 这表明, 相对 于其他病毒敏化剂 ( 例如 VSe1), IFN 应答的调节并不有助于秋水仙素的作用模式。
图 21 显示秋水仙素增加野生型 VSV 和 VSVΔ51 介导之溶瘤作用的结果。 在 A) 中, 用秋水仙素或对照预处理多种小鼠和人的癌细胞, 以及正常的人 MRC-5 细胞, 然后用野生 型 VSV(wtVSV) 或表达绿色荧光蛋白 (GFP) 的 VSVΔ51 攻击所述细胞。感染后 48 小时, 拍 摄荧光显微照片。秋水仙素增强 VSVΔ51 的扩散, 但似乎降低使用 wtVSV 的 GFP 阳性细胞 的数目。 b) 中显示的结果表明 GFP 阳性细胞的降低很可能是因为增强杀伤 wtVSV 感染的细 胞。还要注意的是, 在正常的 MRC-5 细胞中, 并未观察到 a) 中增强的 VSVΔ51 扩散, 这表明 在微管去稳定剂存在下, VSVΔ51 对肿瘤细胞的选择性得以维持。
图 22 显示多种 VSe 化合物可以增加痘苗病毒之复制的结果。用 10μM 每种 VSe 化合物预处理之后, 以 0.1 的 MOI 用痘苗病毒感染 4T1 细胞并孵育 48 小时 ( 相关结构参照 表 2 中的 VSe 代号 ) 之后。用标准蚀斑测定法用 U2OS 细胞评价病毒滴度。直方图上方的 数字表示病毒滴度相对于对照的增加倍数。
图 23 显示 VSe1、 6 和 7 可以增强制造 MDCK 的细胞中两种流感疫苗病毒株之产生 的结果。用指定浓度的药物预处理汇合的 MDCK 细胞 4 小时, 然后用低 MOI(0.001) 的流 感 H1N1 疫苗毒株 FM/1/47 和 PR8 攻击所述细胞。值得注意的是, WHO 和疫苗制造商使用 PR8 毒株来生产含有来自季节性流感毒株的血凝素 (H) 和神经氨酸酶 (N) 基因的重排病毒 (reassortant virus)。感染后 48 小时, 收集上清液, 并用中性红测定法评价 TCID50。在该实验中, 使用 VSe 化合物观察到病毒滴度增加 3 至 6 个数量级, 这表明这些化合物可用于疫 苗制造过程。
发明详述
以下描述是优选的方案。
第一个方面, 提供了增加或增强病毒在癌细胞、 肿瘤或永生化细胞 ( 例如, CT-26、 4T1 乳腺癌细胞、 786-0、 U-251、 B16 黑色素瘤细胞和结肠肿瘤 ) 中而非在正常或非永生化细 胞中扩散的化合物。
另一方面, 提供了增加或增强病毒在细胞 ( 例如, CT-26 细胞、 786-0、 4T1、 结肠肿 瘤、 外阴肿瘤和骨肿瘤细胞 ) 中而非在正常或非永生化细胞中滴度化合物。
另一方面, 提供了增加病毒 ( 尤其是溶瘤病毒 ) 在细胞中细胞毒性的化合物。
基于本文中描述的多种广泛的筛选中所获得的特定化合物的结果, 并考虑从多 种结构 - 功能分析中获得的结果, 鉴定了广泛类型的化合物和多种亚类, 其表现出一种或 更多种上文中描述的特性, 或可在体内或体外实验或在常规结构 - 功能分析中作为对照使 用, 以测定具有本文中描述的感兴趣的特征的其他化合物。
本发明涉及下式的病毒敏化化合物
其 N- 氧化物、 药学上可接受的加成盐、 季胺或立体化学异构体形式, 其中 : A 是包含 1 ~ 4 个杂原子和 1 或 2 个双键的 5 元杂环, 所述杂原子选自 O、 N或S; R1 是 H、 氧代、 烷氧基羰基、 肼基羰基烷基或氨基 ; 2 R 不存在, 或是烷基、 卤素、 羧基、 杂芳基羰基氨基或羟基 ; R3 不存在, 或是 H、 烷基、 卤素或杂环基氨基磺酰基, 和 4 R 是 H、 烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基。 感兴趣的一组化合物是这样的式 (I) 化合物 其中, A是
X1 是 O、 NH 或 S ; 1 R 是 H、 氧代、 烷氧基羰基、 肼基羰基烷基或氨基 ; 2 R 不存在, 或是烷基、 卤素、 羧基、 杂芳基羰基氨基或羟基 ; 3 R 不存在, 或是 H、 烷基、 卤素或杂环基氨基磺酰基, 和 4 R 是 H、 烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基。 感兴趣的另一组化合物是这样的式 (I) 化合物, 例如但不限于下式其中,
X1 是 O、 N、 NH 或 S ;
X2、 X3 和 X4 独立地是 C 或 N ;
X5 是 C ;
R1 是 H、 氧代、 烷氧基羰基、 肼基羰基烷基或氨基 ; 2
R 不存在, 或是烷基、 卤素、 羧基、 杂芳基羰基氨基或羟基 ; 3
R 不存在, 或是 H、 烷基、 卤素或杂环基氨基磺酰基 ; 4
R 是 H、 烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基 ;
其中原子 X2 和 X3 之间的键是单键或双键 ;
其中原子 X3 和 X4 之间的键是单键或双键 ;
其中原子 X4 和 X5 之间的键是单键或双键 ;
其中原子 X5 和 X1 之间的键是单键或双键 ;
其中当原子 X2 和 X3 之间的键与 X4 和 X5 之间的键各自是单键时, 原子 X3 和 X4 之间 1 的键是双键, 原子 X5 和 X1 之间的键是单键, X2 是 C, 并且 R 是氧代 ; 或者
其中当原子 X2 和 X3 之间的键与 X4 和 X5 之间的键各自是单键时, 原子 X3 和 X4 之间 的键是双键, 原子 X5 和 X1 之间的键是双键, 并且 X1 是 N, 或者
其中当原子 X2 和 X3 之间的键与 X4 和 X5 之间的键各自是双键时, 原子 X3 和 X4 之间 的键是单键, 并且原子 X5 和 X1 之间的键是单键。
感兴趣的另一组化合物是这样的式 (I) 化合物, 例如但不限于式 (III)
其中 : X1 是 O、 NH 或 S ; 2 R 是烷基、 卤素、 羧基或羟基 ; 3 R 是烷基或卤素, 和 4 R 是烷基、 未取代的芳基或以 1 ~ 3 个卤素取代的芳基。 感兴趣的另一组化合物是这样的式 (I) 化合物, 例如但不限于
3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮 ;
2- 苯基 -1H- 咪唑 -4- 羧酸 1.5 水合物 ;
3-[5-(2, 3- 二氯苯基 )-2H-1, 2, 3, 4- 四唑 -2- 基 ]丙酰肼 ;
3, 5- 二甲基 -4-{[(2- 氧代 -3- 氮杂环庚烷基 ) 氨基 ] 磺酰基 }1H- 吡咯 -2- 羧酸乙酯 ;
2- 氨基 -5- 苯基 -3- 噻吩羧酸 ;
3-[( 喹啉 -6- 基羰基 ) 氨基 ] 噻吩 -2- 羧酸甲酯 ;
5-(2- 氯 -6- 氟苯基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮,和;
5-(2, 6- 二氯苯基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮
本发明还涉及下式的化合物其中,
X是O或S;
R5 是羟基烷基、 杂芳基、 未取代的芳基、 以 1 或多个选自烷基和卤素的取代基取代 的芳基、 杂环基或苯并二氧杂环烷基烷基 ; 和
R6 是氨基、 芳基或以 1 或多个选自烷基和卤素的取代基取代的芳基。
感兴趣的另一组化合物是这样的式 (IV) 化合物, 例如但不限于
N-(3, 4- 二甲基苯基 )-N′ -(2- 吡啶基 ) 硫脲 ;
N1-(2, 6- 二乙基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺 ;
N-(2- 羟基乙基 )-N′ -(2- 甲基苯基 ) 硫脲 ;
N1-(2- 氯 -6- 甲基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺 ;
N-(4- 氯 苯 基 )-N ′ -(2, 3- 二 氢 -1, 4- 苯 并 二 氧 杂 环己 -2- 基甲基 ) 脲。
表 1 中列出另一些感兴趣的化合物。
表 1. 一些病毒敏化化合物的结构和化学名称
如下表 2 中描述了另一些感兴趣的病毒敏化化合物, 并且其可用其化学名称、 代 号或结构来表示。
表2: 另一些病毒敏化化合物的结构、 化学名称和参考代号
术语 “病毒敏化化合物” 或 “病毒敏化剂” 意为这样的化合物, 所述化合物增加或增 强病毒 ( 优选遗传修饰的病毒或减毒的病毒, 更优选溶瘤病毒 ) 在一种或更多种类型细胞 ( 优选癌或肿瘤细胞而非正常或非永生化细胞 ; ) 中的扩散 ; 增加或增强溶瘤病毒对抗一种 或更多种癌或肿瘤细胞的细胞毒性 / 溶瘤活性 ; 增加或增强病毒 ( 更优选遗传修饰的、 减毒 的或溶瘤病毒 ) 的产生、 产量或繁殖能力 ; 或上述的任何组合。 还优选通过杀伤癌或肿瘤细 胞或一段时间内限制其生长来降低癌或肿瘤细胞生存的病毒敏化化合物。
术语 “溶瘤病毒” 意为与正常细胞相比偏好感染或溶解癌或肿瘤细胞的病毒。病 毒的细胞毒性 / 溶瘤活性可在体外、 体内或二者中存在、 观察到或展示出。优选地, 所述病 毒表现出体内细胞毒性 / 溶瘤活性。现有技术中已知的溶瘤病毒的示例包括但不限于呼 肠孤病毒、 新城疫病毒、 腺病毒、 疱疹病毒、 脊髓灰质炎病毒、 腮腺炎病毒、 麻疹病毒、 流感病 毒、 痘苗病毒、 弹状病毒、 水疱性口炎病毒和其衍生物 / 变体。
病毒的 “衍生物”或 “变体”意为通过在不同的生长条件下选择病毒所获得的 病毒, 所述病毒经受一系列的选择压力, 所述病毒通过使用现有技术中已知的重组技术 而被遗传修饰, 或其任何组合。这种病毒的示例是现有技术中已知的, 例如 US 专利申请 20040115170、 20040170607、 20020037543、 WO 00/62735 ; 美国专利 7,052,832、 7,063,835、 7,122,182( 其通过引用并入本文 ) 等。优选的病毒是水疱性口炎病毒 (VSV), 或其变体 / 衍生物 ( 例如在特定的生长条件下选择 ), 所述病毒经受一系列的选择压力, 所述病毒通 过使用现有技术中已知的重组技术而被遗传修饰, 或其组合。在一个优选的实施方案中, 所述病毒是 VSVΔ51(Stoj dl et al., VSV strains with defects in their ability
to shutdown innate immunity arepotent systemic anti-cancer agents., Cancer Cell.2003 Oct ; 4(4) : 263-75, 其通过引用并入本文 )。
术语 “烷基” 意为具有 1 至 20 个碳原子 ( 更优选 1 至 8 个碳原子, 或更尤其是 1 至 6 个碳原子 ) 的直链或支链烷基。烷基基团的示例包括甲基、 乙基、 丙基、 异丙基、 丁基、 异丁基、 仲丁基、 叔丁基、 戊基、 异戊基、 新戊基、 己基、 庚基、 辛基、 2- 乙基己基、 1, 1, 3, 3- 四甲基丁基、 壬基、 癸基、 十二烷基、 十四烷基、 十六烷基、 十八烷基和二十烷基。
一种或更多种类型的癌或肿瘤细胞可以是来自任何细胞、 细胞系、 组织或生物 ( 例如但不限于人、 大鼠、 小鼠、 猫、 狗、 猪、 灵长类、 马等 ) 的体外或体内的癌细胞。在一个 优选的实施方案中, 所述一种或更多种癌或肿瘤细胞包含人癌或肿瘤细胞, 所述人癌或肿 瘤例如但不限于淋巴母细胞性白血病、 髓细胞白血病、 肾上腺皮质癌、 AIDS 相关的癌、 AIDS 相关的淋巴瘤、 肛门癌、 阑尾癌、 星形细胞瘤、 非典型性畸胎 / 横纹肌肿瘤、 基底细胞癌、 胆 管癌、 膀胱癌、 骨癌、 骨肉瘤、 恶性纤维组织细胞瘤、 脑干神经胶质瘤、 脑肿瘤、 小脑星形细胞 瘤、 大脑星形细胞瘤 / 恶性神经胶质瘤、 颅咽管瘤、 室管膜母细胞瘤、 髓母细胞瘤、 中等分化 的松果体实质肿瘤、 幕上原始神经外胚层肿瘤和成松果体细胞瘤、 视觉通路和下丘脑神经 胶质瘤、 脊髓肿瘤、 乳腺癌、 支气管肿瘤、 伯基特淋巴瘤淋巴瘤 (Burkittlymphoma)、 类癌肿 瘤、 中枢神经系统淋巴瘤、 子宫颈癌、 脊索瘤、 慢性淋巴细胞性白血病、 慢性髓性白血病、 慢 性骨髓增生性疾病、 结肠癌、 皮肤 T 细胞淋巴瘤、 胚胎性肿瘤、 子宫内膜癌、 室管膜母细胞 瘤、 室管膜瘤、 食管癌、 颅外生殖细胞肿瘤、 性腺外生殖细胞肿瘤、 肝外胆管癌、 眼癌、 眼内黑 色素瘤、 视网膜母细胞瘤、 胆囊癌、 胃癌、 胃肠类癌肿瘤、 胃肠间质肿瘤 (gastrointestinal stromal tumor, GIST)、 胃肠间质细胞肿瘤、 生殖细胞肿瘤、 颅外、 性腺外、 卵巢、 妊娠滋养细 胞肿瘤、 神经胶质瘤、 毛细胞白血病、 头颈癌、 肝细胞 ( 肝 ) 癌、 组织细胞增生症、 朗格汉斯 细胞癌 (Langerhans cell cancer)、 霍奇金淋巴瘤 (Hodgkin lymphoma)、 下咽癌、 胰岛细 胞肿瘤、 卡波西肉瘤 (Kaposi sarcoma)、 肾癌、 喉癌、 淋巴细胞性白血病、 毛细胞白血病、 唇 和口腔癌、 肝癌、 非小细胞肺癌、 小细胞肺癌、 霍奇金淋巴瘤、 非霍奇金淋巴瘤 (non-Hodgkin lymphoma)、 骨恶性纤维组织细胞瘤和骨肉瘤、 髓母细胞瘤、 髓上皮瘤、 黑色素瘤、 眼内黑色 素瘤、 梅克尔细胞癌 (Merkel cell carcinoma)、 间皮瘤、 转移性鳞状颈癌、 口腔癌、 多发性 内分泌肿瘤综合征、 多发性骨髓瘤 / 浆细胞肿瘤、 鼻腔和鼻旁窦癌、 鼻咽癌、 神经母细胞瘤、 口腔癌、 口咽癌、 卵巢癌、 胰腺癌、 甲状旁腺癌、 阴茎癌、 咽癌、 嗜铬细胞瘤、 松果体实质肿瘤、 成松果体细胞瘤和幕上原始神经外胚层肿瘤、 垂体肿瘤、 浆细胞肿瘤 / 多发性骨髓瘤、 胸膜 肺母细胞瘤、 原发性中枢神经系统淋巴瘤、 前列腺癌、 直肠癌、 肾细胞 ( 肾 ) 癌、 肾盂和输尿 管癌、 移行细胞癌、 呼吸道癌、 视网膜母细胞癌、 横纹肌肉瘤、 唾液腺癌、 子宫肉瘤、 皮肤癌、 梅克尔细胞皮肤癌 (Merkel cell skin carcinoma)、 小肠癌、 软组织肉瘤、 鳞状细胞癌、 鳞 状颈癌、 胃癌、 幕上原始神经外胚层肿瘤、 T 细胞淋巴瘤、 睾丸癌、 喉癌、 胸腺瘤和胸腺癌、 甲 状腺癌、 滋养层细胞肿瘤、 尿道癌、 子宫癌、 子宫内膜癌、 子宫肉瘤、 阴道癌、 外阴癌或维尔姆 斯瘤 (Wilms tumor)。 然而, 本文中描述的化合物和组合物可用于治疗体内或体外的任何其 他癌或肿瘤。
本发明还提供组合物, 所述组合物包含 a) 本文中描述的一种或更多种病毒敏化 化合物和 b) 一种或更多种其他成分, 例如但不限于载体、 稀释剂或赋形剂, 药学上可接受 的载体、 稀释剂或赋形剂, 病毒 ( 例如但不限于减毒的病毒、 遗传修饰的病毒或溶瘤病毒 ), 癌或肿瘤细胞, 非癌细胞, 细胞培养基, 一种或更多种癌治疗剂 ( 例如但不限于化疗剂 )。 作 为示例 ( 但不被认为是以任何方式的限定 ), 环磷酰胺 (cyclophosphamide, CPA) 是常用的 化学治疗药物, 其主要用于治疗淋巴瘤, 慢性淋巴性白血病和乳腺、 卵巢和膀胱癌。 CPA 通过 肝氧化酶被转化成为其活性代谢产物 4- 羟基环磷酰胺和醛磷酰胺。 与 HSV(15 ~ 18)、 腺病 毒 (19)、 麻疹病毒 (20)、 呼肠孤病毒 (21, 22) 和痘苗病毒 (23) 联合使用 CPA 作为免疫抑制剂以增强病毒的溶瘤作用已经改进了病毒治疗的效力。
顺铂结合并交联细胞 DNA, 当 DNA 未被修复时导致凋亡。 已研究了顺铂与溶瘤腺病 毒 (25 ~ 34)、 疱疹病毒 (35 ~ 37)、 细小病毒 (38)、 痘苗病毒 (39) 和水疱性口炎病毒 (40) 的联合。当将顺铂与腺病毒、 疱疹病毒、 细小病毒和痘苗病毒联合时, 观察到了体外和体内 增强的治疗活性, 而对于水疱性口炎病毒, 则观察到了轻微的抑制。
丝裂霉素 C(Mitomycin C, MMC) 是具有抗肿瘤特性的 DNA 交联抗生素。MMC 表现 出与 HSV 协同的细胞毒性 (40, 41)。体内联合疱疹病毒和 MMC 显著提高胃癌病 (43) 和非小 细胞肺癌 (41) 模型中的治疗作用。
多柔比星是嵌入 DNA 并阻止拓扑异构酶 II 之作用的蒽环类抗生素。当与溶瘤腺 病毒联合时, 多柔比星是协同细胞毒性的 (42, 44), 并且相对于单独治疗, 所述联合降低肿 瘤生长 (45)。ONYX-015 与 MAP( 丝裂霉素 C、 多柔比星和顺铂 ) 化学治疗成功地在 I ~ II 期临床试验中联合, 用于治疗晚期肉瘤 (30)。
更昔洛韦 (gancyclovir, GCV) 是广泛使用的抗病毒剂, 起初开发用于治疗巨细 胞病毒感染。GCV 是鸟苷 (guanasine) 类似物前药, 在被疱疹病毒胸苷激酶 (thymidine kinase, TK) 磷酸化时, 其与细胞 dGTP 竞争整合进入 DNA, 导致延长终止。溶瘤病毒编码 HSV TK 基因, 导致毒性 GCV 代谢产物在肿瘤细胞内积聚, 这干扰了细胞 DNA 合成, 导致凋亡 (46)。在人卵巢癌 (47) 和大鼠神经胶质肉瘤 (48) 模型中, 与 GCV 联合的靶向溶瘤 HSV 病 毒显著提高的存活。与 GCV 联合时, 经改造表达 HSV TK 基因的腺病毒也表现出增强的抗肿 瘤活性 (49 ~ 51)。
CD/5-FC 酶 / 前药治疗也被证明与溶瘤病毒治疗成功地联合。5-FU 是抑制胸苷合 成的嘧啶类似物。当与 5-FC 治疗联合用于免疫活性的卵巢癌 (52) 和免疫抑制的结肠癌模 型 (53, 54) 时, 两种不同的表达 CD 的痘苗病毒的抗肿瘤活性显著增强。
紫杉烷是一类化学治疗药物 ( 包括紫杉醇和多烯紫杉醇 ), 其可导致细胞微管的 稳定化, 从而阻止细胞骨架的功能 ( 有丝分裂所需要的 )。多烯紫杉醇或紫杉醇与尿路上 皮或前列腺靶向的腺病毒联合显著地降低体内肿瘤体积, 并导致协同的体外细胞毒性 (55, 56)。
雷帕霉素 ( 西罗莫司 ) 是常用于移植患者的免疫抑制剂, 然而其也被证明显著增 强痘病毒黏液瘤和痘苗病毒的溶瘤作用 (23, 57 ~ 59)。
原型的蛋白酶体抑制剂 MG-132 增强 Lovo 结肠癌细胞中的细胞 CAR 表达, 其伴有 增强的腺病毒靶基因表达和溶瘤作用 (60)。
通过与 BCL-2 抑制剂 EM20-25 联合治疗, 增加了溶瘤的 VSV 对抗慢性淋巴细胞性 白血病细胞的效力 (61)。
一个组证明, 在溶瘤病毒治疗之前, 单剂量的血管生成抑制的 cRGD 肽治疗增强溶 瘤 HSV 的抗肿瘤效力 (24, 62)。
本发明还提供试剂盒, 所述试剂盒包含一种或更多种病毒敏化化合物或包含所述 化合物的组合物。所述试剂盒还可包含细胞培养皿 / 板或多孔皿 / 板, 向细胞、 细胞培养物 或细胞培养基或向对象体内递送所述病毒敏化化合物或包含所述化合物的组合物的装置。 所述试剂盒还可包含用于施用或使用所述病毒敏化化合物、 病毒 ( 例如但不限于减毒的病 毒、 遗传修饰的病毒、 溶瘤病毒、 其任何组合, 或不同病毒的任何组合 ) 的说明书。对于体内治疗应用, 提供了药物组合物, 其包含一种或更多种病毒敏化化合物和 药学上可接受的载体、 稀释剂或赋形剂, 任选地含有另一些溶质 ( 例如, 溶解的盐等 )。在 一个优选的实施方案中, 该溶液包含足够的盐水或葡糖糖以使溶液等张。药物组合物和制 备药物组合物的方法是本领域中已知的, 并且描述于例如 “Remington : The Science and Practice ofPharmacy” ( 以前称为 “Remingtons Pharmaceutical Sciences” ); Gennaro, A., Lippincott, Williams&Wilkins, Philidelphia, PA(2000), 其通过引用并入本文。
可通过多种途径施用这样的组合物, 所述途径取决于是否需要局部和 / 或全身治 疗和要治疗的区域。在并不意在限制的第一个实施方案中, 将病毒敏化化合物局部施用至 要治疗的区域。 施用可为局部施用 ( 包括眼科和黏膜 ( 包括阴道和直肠递送 ))、 肺施用 ( 例 如, 通过吸入或喷射粉末或气雾剂 ( 包括通过喷雾器 ))、 气管内施用、 鼻内施用、 表皮和经 皮施用、 口腔或肠胃外施用。 肠胃外施用包括静脉内、 动脉内、 皮下、 腹膜内或肌内注射或输 注, 或颅内 ( 例如, 鞘内或脑室内 ) 施用。还考虑肿瘤内注射、 灌注或递送进入肿瘤附近的 广泛区域或注射进入供给肿瘤的血管系统。或者, 可以以片剂或胶囊剂来配制病毒敏化化 合物, 用于口服施用。也可考虑本领域中已知的其他剂型。
对于吸入或喷射施用, 可将病毒敏化化合物配制成为水溶液或部分水溶液, 所述 溶液可以以气雾剂的形式使用。对于局部使用, 该调节剂可在药学上可接受的载剂中配制 为应用于皮肤受影响部分的撒粉 (dustingpowder)、 乳膏或洗剂。
本发明的病毒敏化化合物的剂量要求随所采用的具体组合物、 施用途径和要治 疗的具体对象的不同而不同。可通过本领域技术人员已知的标准临床技术来确定剂量要 求。一般来说, 通常以低于该化合物最适剂量的小剂量开始。此后, 增加剂量直到达到该条 件下的最适作用。一般来说, 以这样的浓度施用所述病毒敏化剂或包含所述病毒敏化剂的 药物组合物, 所述浓度一般会提供有效的结果而不引起显著的伤害的 (harmful) 或有害的 (deleterious) 副作用。施用可为单个单位剂量或 ( 如果需要的话 ) 所述剂量可分成在全 天合适的时间施用的方便的亚单位。
可按顺序施用来使用病毒敏化化合物, 例如, 施用病毒 ( 例如但不限于减毒的病 毒, 遗传修饰的病毒或溶瘤病毒 ) 之前、 之后或之前并且之后施用。或者, 可与上文中描述 的病毒联合施用病毒敏化化合物, 优选与溶瘤病毒联合。 此外, 可与上文中描述的溶瘤病毒 一起使用病毒敏化剂, 并且与一种或更多种本领域技术人员已知的癌治疗联用, 所述治疗 例如但不限于干扰素治疗、 白介素治疗、 集落刺激因子治疗、 化学治疗药物, 所述化学治疗 药物例如但不限于 5- 氟脱氧尿苷、 安吖啶、 博来霉素、 白消安、 卡培他滨、 卡铂、 卡莫司汀、 苯丁酸氮芥、 顺铂、 克拉屈滨、 氯法拉滨、 克立他酶 (crisantaspase)、 环磷酰胺、 阿糖胞苷、 达卡巴嗪、 放线菌素 D、 柔红霉素、 多西他赛、 多柔比星、 表柔比星、 依托泊苷、 氟达拉滨、 氟尿 嘧啶、 吉西他滨、 格立得 (gliadel)、 羟基脲、 伊达比星、 异环磷酰胺、 伊立替康、 亚叶酸、 洛 莫司汀、 美法仑、 巯嘌呤、 美司钠、 甲氨蝶呤、 丝裂霉素、 米托蒽醌、 奥沙利铂、 紫杉醇、 培美曲 塞、 喷司他丁、 丙卡巴肼、 雷替曲塞、 沙铂 (satraplatin)、 链佐星、 替加氟 - 尿嘧啶、 替莫唑 胺、 替尼泊苷、 塞替派、 硫鸟嘌呤、 拓扑替康、 曲奥舒凡、 长春碱、 长春新碱、 长春地辛、 长春瑞 滨或其组合。此外, 还可使用抗癌生物制品 (anti-cancerbiolgics), 例如单克隆抗体等。
本发明还考虑本文中描述的化合物用于增加或增强病毒 ( 例如, 遗传修饰的病 毒、 减毒的病毒或溶瘤病毒 ) 在一种或更多种细胞 ( 例如但不限于一种或更多种癌或肿瘤细胞 ) 中扩散, 增加或增强溶瘤病毒对抗一种或更多种癌或肿瘤细胞的细胞毒性 / 溶瘤活 性, 增加或增强病毒 ( 例如, 遗传修饰的病毒、 减毒的病毒、 溶瘤病毒或上述病毒的任何组 合 ) 的产生、 产量或繁殖能力的方法和用途。在一个不是意在以任何方式进行限制的具体 实施方案中, 所述病毒敏化化合物通过杀伤癌或肿瘤细胞或在一段时间内限制其生长而降 低癌或肿瘤细胞的生存。还可使用所述化合物用于生产实现相同目的的药物。
在本发明的一个实施方案中, 提供了包含本文中描述的病毒敏化化合物的组合 物, 所述化合物例如以下的一种或更多种 : 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮、 2- 苯 基 -1H- 咪 唑 -4- 羧 酸 1.5 水 合 物、 3-[5-(2, 3- 二 氯 苯 基 )-2H-1, 2, 3, 4- 四 唑 -2- 基 ] 丙酰肼、 3, 5- 二甲基 -4-{[(2- 氧代 -3- 氮杂环庚烷基 ) 氨基 ] 磺酰基 }1H- 吡咯 -2- 羧 酸乙酯、 2- 氨基 -5- 苯基 -3- 噻吩羧酸、 3-[( 喹啉 -6- 基羰基 ) 氨基 ] 噻吩 -2- 羧酸甲 酯、 5-(2- 氯 -6- 氟 苯 基 )-3- 羟 基 -4- 甲 基 -2, 5- 二 氢 呋 喃 -2- 酮 和 5-(2, 6- 二 氯 苯 基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮、 N-(3, 4- 二甲基苯基 )-N ′ -(2- 吡啶基 ) 硫脲、 N1-(2, 6- 二乙基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺、 N-(2- 羟基乙基 )-N′ -(2- 甲基苯基 ) 硫脲、 N1-(2- 氯 -6- 甲基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺、 N-(4- 氯苯基 )-N′ -(2, 3- 二氢 -1, 4- 苯并二氧杂环己 -2- 基甲基 ) 脲、 4-( 苄氧基 )-2- 甲基 -1- 硝基苯、 1-{4-[(2- 甲基喹 啉 -4- 基 ) 氨基 ] 苯基 } 乙 -1- 酮、 N1-(1, 2, 3, 10- 四甲氧基 -9- 氧代 -5, 6, 7, 9- 四氢苯 并 [a] 庚搭烯 -7- 基 ) 乙酰胺、 N-[4-( 二甲基氨基 ) 亚苄基 ] 氨基甲腙酸硫甲酯、 N-(4- 氯 苯基 )-( 二甲基氨基 ) 甲酰亚胺硫甲酯氢碘酸盐、 4′, 5′ - 二氢 -4′ -(5- 甲氧基苯基 ) 螺 [2H-1- 苯并噻喃 -3(4H)m3′ -[3H] 吡唑 ]-4- 酮、 1H- 苯并 [d] 咪唑 -2- 硫醇、 N-(2- 呋 喃基亚甲基 )-(4-{[(2- 呋喃基亚甲基 ) 氨基 ] 甲基 } 环己基 ) 甲胺 ; 2-[4-( 二乙氧基 甲基 ) 亚苄基 ] 丙二腈 ; 2-( 环丙基羰基 )-3-(3- 苯氧基 -2- 噻吩基 ) 丙烯腈 ; N ′ -(3, 5- 二氯苯基 )-2, 4- 二氟苯甲酰肼 ; 10-( 羟基亚甲基 ) 菲 -9(10H)- 酮 ; N1-(2, 5- 二氟苯 基 )-4-({[4-( 三氟甲基 ) 苯基 ] 磺酰基 } 氨基 ) 苯 -1- 磺酰胺 ; N-[4-(4- 氯苯基 )-2, 5- 二 氧代哌嗪基 ]-2-(2, 3- 二氢 -1H- 吲哚 -1- 基 ) 乙酰胺、 4-{[(4-{[(3- 羧基丙烯酰基 ) 氨 基 ] 甲基 } 环己基 ) 甲基 ] 氨基 }-4- 氧代 -2- 丁烯酸 ; 5- 氧代 -3- 苯基 -5-{4-[3-( 三氟甲 基 )-1H- 吡唑 -1- 基 ] 苯胺基 } 戊酸、 N1-(4- 氯苯基 )-2-({4- 甲基 -5-[1- 甲基 -2-( 甲基 硫代 )-1H- 咪唑 -5- 基 ]-4H-1, 2, 4- 三唑 -3- 基 } 硫代 ) 乙酰胺、 6-[2-(4- 甲基苯基 )-2- 氧 代乙基 ]-3- 苯基 -2, 5- 二氢 -1, 2, 4- 三嗪 -5- 酮 ; N1-[2-( 叔丁基 )-7- 甲基 -5-( 三氟甲 基 ) 吡唑并 [1, 5-a] 嘧啶 -3- 基 ] 乙酰胺 ; 4-(2, 3- 二氢 -1H- 茚 -5- 基 )-6-( 三氟甲基 ) 嘧啶 -2- 胺 ; 1-(2, 3- 二氢 -1- 苯并呋喃 -5- 基磺酰基 )-4- 哌啶羧酸乙酯、 2, 3- 二苯基环 丙 -2- 烯 -1- 酮、 1- 环十二烷基 -1H- 吡咯 -2, 5- 二酮、 1-(4- 甲基苯基 )-2, 5- 二氢 -1H- 吡 咯 -2, 5- 二酮、 2-[(4- 苯氧基苯胺基 ) 甲基 ] 异二氢吲哚 -1, 3- 二酮、 2-{[1-(3- 氯 -4- 甲基 苯基 )-2, 5- 二氧代四氢 -1H- 吡咯 -3- 基 ] 硫代 } 苯甲酸、 1-(1, 3- 苯并二氧杂环戊 -5- 基 甲基 )-2, 5- 二氢 -1H- 吡咯 -2, 5- 二酮、 4- 氯 -N-[3- 氯 -2-( 异丙基硫代 ) 苯基 ] 苯甲酰 胺和 N-({5-[({2-[(2- 呋喃基甲基 ) 硫代 ] 乙基 } 氨基 ) 磺酰基 ]-2- 噻吩基 } 甲基 ) 苯甲 酰胺、 帕苯达唑、 甲硫苯唑 (methiazole)、 秋水仙素、 长春瑞滨碱、 4- 氨基 -2- 苯胺基 -5- 硝 基噻吩 -3- 羧酸乙酯、 2-[ 二 ( 甲基硫代 ) 亚甲基 ] 丙二腈、 草酸 N-(1H- 吲哚 -3- 基甲 基 )-N- 甲基 -2- 苯基乙胺、 3-(2- 呋喃基 )-N-(4, 5, 6, 7- 四氢 -1, 3- 苯并噻唑 -2- 基 ) 丙烯 酰胺、 阿苯达唑、 草酸 2- 苯基 -4- 喹啉胺、 紫杉醇、 诺考达唑、 (2, 5- 二甲氧基苯基 )[(2- 甲氧基 -1- 萘基 ) 甲基 ] 胺、 DBPDF、 BB90、 L1EA、 R1EA 或 LT33( 化学结构见图 17)。
在另一个实施方案中, 提供了包含上文中描述的病毒敏化化合物的组合物, 只 是所述组合物不包含一种或更多种选自以下的化合物 : 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋 喃 -2- 酮、 2- 苯基 -1H- 咪唑 -4- 羧酸 1.5 水合物、 3-[5-(2, 3- 二氯苯基 )-2H-1, 2, 3, 4- 四 唑 -2- 基 ] 丙酰肼、 3, 5- 二甲基 -4-{[(2- 氧代 -3- 氮杂环庚烷基 ) 氨基 ] 磺酰基 }1H- 吡 咯 -2- 羧酸乙酯、 2- 氨基 -5- 苯基 -3- 噻吩羧酸、 3-[( 喹啉 -6- 基羰基 ) 氨基 ] 噻吩 -2- 羧 酸甲酯、 5-(2- 氯 -6- 氟苯基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮和 5-(2, 6- 二氯苯 基 )-3- 羟基 -4- 甲基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮、 N-(3, 4- 二甲基苯基 )-N ′ -(2- 吡啶基 ) 硫脲、 N1-(2, 6- 二乙基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺、 N-(2- 羟基乙基 )-N′ -(2- 甲基苯基 ) 硫脲、 N1-(2- 氯 -6- 甲基苯基 ) 肼 -1- 硫代甲酰胺、 N-(4- 氯苯基 )-N′ -(2, 3- 二氢 -1, 4- 苯并二氧杂环己 -2- 基甲基 ) 脲、 4-( 苄氧基 )-2- 甲基 -1- 硝基苯、 1-{4-[(2- 甲基喹 啉 -4- 基 ) 氨基 ] 苯基 } 乙 -1- 酮、 N1-(1, 2, 3, 10- 四甲氧基 -9- 氧代 -5, 6, 7, 9- 四氢苯 并 [a] 庚搭烯 -7- 基 ) 乙酰胺、 N-[4-( 二甲基氨基 ) 亚苄基 ] 氨基甲腙酸硫甲酯、 N-(4- 氯 苯基 )-( 二甲基氨基 ) 甲酰亚胺硫甲酯氢碘酸盐、 4′, 5′ - 二氢 -4′ -(5- 甲氧基苯基 ) 螺 [2H-1- 苯并噻喃 -3(4H)m3′ -[3H] 吡唑 ]-4- 酮、 1H- 苯并 [d] 咪唑 -2- 硫醇、 N-(2- 呋 喃基亚甲基 )-(4-{[(2- 呋喃基亚甲基 ) 氨基 ] 甲基 } 环己基 ) 甲胺 ; 2-[4-( 二乙氧基 甲基 ) 亚苄基 ] 丙二腈 ; 2-( 环丙基羰基 )-3-(3- 苯氧基 -2- 噻吩基 ) 丙烯腈 ; N ′ -(3, 5- 二氯苯基 )-2, 4- 二氟苯甲酰肼 ; 10-( 羟基亚甲基 ) 菲 -9(10H)- 酮 ; N1-(2, 5- 二氟苯 基 )-4-({[4-( 三氟甲基 ) 苯基 ] 磺酰基 } 氨基 ) 苯 -1- 磺酰胺 ; N-[4-(4- 氯苯基 )-2, 5- 二 氧代哌嗪基 ]-2-(2, 3- 二氢 -1H- 吲哚 -1- 基 ) 乙酰胺、 4-{[(4-{[(3- 羧基丙烯酰基 ) 氨 基 ] 甲基 } 环己基 ) 甲基 ] 氨基 }-4- 氧代 -2- 丁烯酸 ; 5- 氧代 -3- 苯基 -5-{4-[3-( 三氟甲 基 )-1H- 吡唑 -1- 基 ] 苯胺基 } 戊酸、 N1-(4- 氯苯基 )-2-({4- 甲基 -5-[1- 甲基 -2-( 甲基 硫代 )-1H- 咪唑 -5- 基 ]-4H-1, 2, 4- 三唑 -3- 基 } 硫代 ) 乙酰胺、 6-[2-(4- 甲基苯基 )-2- 氧 代乙基 ]-3- 苯基 -2, 5- 二氢 -1, 2, 4- 三嗪 -5- 酮 ; N1-[2-( 叔丁基 )-7- 甲基 -5-( 三氟甲 基 ) 吡唑并 [1, 5-a] 嘧啶 -3- 基 ] 乙酰胺 ; 4-(2, 3- 二氢 -1H- 茚 -5- 基 )-6-( 三氟甲基 ) 嘧啶 -2- 胺 ; 1-(2, 3- 二氢 -1- 苯并呋喃 -5- 基磺酰基 )-4- 哌啶羧酸乙酯、 2, 3- 二苯基环 丙 -2- 烯 -1- 酮、 1- 环十二烷基 -1H- 吡咯 -2, 5- 二酮、 1-(4- 甲基苯基 )-2, 5- 二氢 -1H- 吡 咯 -2, 5- 二酮、 2-[(4- 苯氧基苯胺基 ) 甲基 ] 异二氢吲哚 -1, 3- 二酮、 2-{[1-(3- 氯 -4- 甲基 苯基 )-2, 5- 二氧代四氢 -1H- 吡咯 -3- 基 ] 硫代 } 苯甲酸、 1-(1, 3- 苯并二氧杂环戊 -5- 基 甲基 )-2, 5- 二氢 -1H- 吡咯 -2, 5- 二酮、 4- 氯 -N-[3- 氯 -2-( 异丙基硫代 ) 苯基 ] 苯甲酰胺 和 N-({5-[({2-[(2- 呋喃基甲基 ) 硫代 ] 乙基 } 氨基 ) 磺酰基 ]-2- 噻吩基 } 甲基 ) 苯甲酰 胺、 帕苯达唑、 甲硫苯唑、 秋水仙素、 长春瑞滨碱、 4- 氨基 -2- 苯胺基 -5- 硝基噻吩 -3- 羧酸 乙酯、 2-[ 二 ( 甲基硫代 ) 亚甲基 ] 丙二腈、 草酸 N-(1H- 吲哚 -3- 基甲基 )-N- 甲基 -2- 苯 基乙胺、 3-(2- 呋喃基 )-N-(4, 5, 6, 7- 四氢 -1, 3- 苯并噻唑 -2- 基 ) 丙烯酰胺、 阿苯达唑、 草 酸 2- 苯基 -4- 喹啉胺、 紫杉醇、 诺考达唑或 (2, 5- 二甲氧基苯基 )[(2- 甲氧基 -1- 萘基 ) 甲基 ] 胺、 DBPDF、 BB90、 L1EA、 R1EA 或 LT33。
如本领域技术人员会理解的那样, 可单独或在本领域技术人员所需要的任何多种 组合物中联合使用本文中鉴定的一般类的结构和具体化合物。不希望受理论限制, 本文中 描述的化合物的潜在用途可选自 : 在特定细胞中增加扩散和 / 或病毒滴度 ( 例如, 在癌或肿瘤细胞 / 组织或来自永生化培养物的细胞中 ), 在特定细胞中增加病毒的细胞毒性 ( 包括溶 瘤病毒 ), 例如, 在癌或肿瘤细胞 / 组织中, 用于生产病毒, 所述病毒随后可用于生产疫苗。 此外, 重要的是, 本文中描述的化合物还可用作内对照或用于结构 - 功能分析, 以确定表现 出与本文现在描述的化合物类似或改进特性的其他类或特定分子。
用于鉴定病毒敏化剂的高通量筛选
抗病毒信号通路涉及跨越从细胞质膜 ( 例如, TLR 和 IFN 受体 ), 通过细胞质 ( 例 如, IKK、 Jak RIG-I), 进入核 ( 例如, IRF、 STAT、 NF-κB), 并再次出来的多层调控。不希望 受理论限制或以任何方式限制, 这表明高通量的、 基于感染细胞的筛选可潜在地鉴定病毒 敏化化合物, 所述化合物在增强病毒复制等多水平上是有活性的。 为了验证该想法, 进行了 对 12,280 种合成的药物样分子的联合 VSVΔ51 和乳腺癌细胞系 (4T1)( 其被认为仅部分地 容许该特定的病毒 ) 的初始筛选。我们比较和对比了给定化合物单独的或与低剂量的本文 中描述的 VSVΔ51 联合的细胞毒性。使用低浓度的病毒 (0.03 蚀斑形成单位 / 细胞 ) 以使 病毒单独引起测定时间内最小细胞死亡, 因此有利于选择促进病毒在细胞培养物中复制和 扩散的化合物。多种化合物似乎增加病毒对 4T1 细胞的杀伤, 并且在第二轮的筛选中测试 这些先导候选物 ( 参见例如图 11a 的散点图 )。为验证的目的, 在所选的化合物存在下, 将 编码一个版本的 VSVΔ51 添加至单层 4T1 细胞。24 小时后, 观察被感染的培养物, 并通过 RFP 的表达来估计病毒扩散的程度。 在载剂处理的培养物中, 仅检测到小的表达 RFP 之细胞 的灶, 而很多通过高通量筛选初始选择的化合物似乎在单层中的多数细胞中增强病毒的扩 散和 RFP 的表达。感染之后 48 小时, 收集来自被感染培养物的上清液, 并且测定病毒滴度。 当与载剂处理的对照相比时, 本文中描述的优选化合物所引起的病毒扩散的增加与提高的 病毒输出相关。 在一些验证的化合物中, 8 个是已知的微管靶向剂, 并且据我们所知, 剩余的 是以前未表征的合成化合物。我们选择四种对 VSVΔ51 天然耐受的癌细胞系, 并测试 VSe1 增强病毒复制和扩散的能力。该结果表明, VSe1 在不同类型的人类和小鼠来源的恶性疾病 中有活性。 重要的是, 即便是在 VSe1 存在下, 正常的成纤维细胞系 GM-38 仍然耐受 VSVΔ51 的感染, 这表明所述化合物在转化的细胞系中更有活性。增强的病毒扩散与病毒产生的剂 量依赖性增加相关, 在 VSe1 存在下, 一些高度耐受的细胞系 ( 例如 786-0) 表现出病毒滴度 1000 倍的增加 ( 参见例如图 12a)。所计算的联合指数也表明 VSe1 对 VSVΔ51 扩散的作用 也转化成为协同的细胞杀伤。我们也注意到 VSe1 具有最小的在 CT26 细胞系中增强具有野 生型 M 基因的 VSV 生长的能力, 而同时超过一百倍地增加 VSVΔ51 的滴度。当测试 VSe1 增 我们发现虽然该作用某 强溶瘤版本的痘苗病毒 (VVdd)( 多样的 DNA 病毒平台 ) 的能力时, 种程度上没有 VSVΔ51 强烈, VSe1 也能够增强该病毒的扩散和复制。
VSe1 破坏抗病毒信号
我们检测了 VSe1 阻断干扰素激活之转录程序的能力。用含有萤光素酶基因的报 道质粒转染 HEK 293 细胞, 所述基因在干扰素应答的启动子原件 (interferon responsive promoter element, ISRE) 的控制下。当用人干扰素 α 处理时, 转染的细胞以剂量依赖方 式表达萤光素酶, 然而干扰素依赖性的转录可通过向培养物中添加增加剂量的 VSe1 而被 钝化 ( 参见例如图 13A)。此外, 虽然干扰素可保护神经胶质瘤细胞系 U251 免受 VSVΔ51 感 染, 但可通过用 VSe1 共处理而部分克服该保护作用 ( 图 13B)。
VSe1 抑制病毒诱导的细胞基因表达不希望受理论的限制或以任何方式限制, 上文中表述的结果共同表明 VSe1 和其 他病毒敏化剂的一个关键作用可能是降低抗病毒基因产物的转录水平。为测试该想法, 我 们使用基因表达阵列并比较和对比了 VSe1 存在或不存在下感染了 VSVΔ51 的细胞中 mRNA 的特征。用 VSe1 或载剂预处理 CT26 结肠癌细胞, 并随后用 VSVΔ51(MOI 0.03) 感染或用 培养基模拟感染。感染后 24 小时, 提取 RNA, 并比较 mRNA 的表达。我们发现在这些条件下, VSVΔ51 感染导致超过 80 种细胞基因的转录增加, 所述基因包括多种已知的抗病毒基因 ( 例如, OAS、 Mx2)。SAHA 预处理显著钝化病毒诱导的这些基因之中很多 (79% ) 的转录, 但 在选定的情况下, 所述预处理似乎还增加病毒诱导的基因转录 ( 相对于单独的病毒, 6 种基 因增加超过 2 倍 )。与增强 VSVΔ51 复制和扩散的能力相一致的是, VSe1 强烈降低单独病 毒感染所诱导的超过 96%的细胞抗病毒转录本的诱导。
VSe1 增加 VSVΔ51 在体内和原代人肿瘤样品中的溶瘤活性
因为 VSe1 体外增强 VSVΔ51 在癌细胞而非正常细胞中的溶瘤活性, 我们试图确 定在体内和 / 或在新鲜移出的患者肿瘤材料中是否可观察到该水平的特异性。给 Balb/C 小鼠植入耐受 VSVΔ51 的 CT26 结肠癌细胞系, 并且在用载剂对照、 VSe1、 载剂 /VSVΔ51 或 VSe1/VSVΔ51 处理之后, 评价肿瘤的生长。虽然单独的 VSe1 或 VSVΔ51 对肿瘤生长都没 有显著作用, 但 VSe1 和 VSVΔ51 的联合导致肿瘤进展的显著延迟。重要的是, 当在存在或 不存在 VSe1 下用具有 GFP 基因的 VSVΔ51 处理动物时, 在被处理的动物的任何正常组织中 均没有可检测到的病毒。当在 VSe1 存在下体外感染原代人肿瘤移出物时, 观察到了这种 相同的特异性和病毒增强程度。证明了这些实验的示例, 其中在 VSe1 存在或不存在下, 将 VSVΔ51-GFP 添加至结肠癌样品。虽然在该患者样品中, VSVΔ51-GFP 本身的复制较差, 但 在 VSe1 存在下, 其生长和扩散 ( 通过绿色荧光而可视化 ) 显著增强。在增加量的 VSe1 存 在下测定原代人肿瘤样品中产生的病毒滴度。如在以前肿瘤细胞系实验中所观察到一样, 在多种来源的原代人肿瘤样品中, 我们发现 VSe1 可 10 至 100 倍地增加 VSVΔ51。在一个结 肠直肠癌病例中, 分离临近的正常结肠组织, 并且与临近的正常组织相比, VSVΔ51 本身在 肿瘤中生长的更好。重要的是, 虽然处理带有 VSe1 的移出物并不增加 VSVΔ51 在正常组织 中的复制, 但其导致 VSVΔ51 在肿瘤组织中超过 100 倍的生长, 导致在正常和癌组织之间, 复制相差大约 1000 倍。
在以下实施例中, 将进一步地说明本发明。 实施例 筛选测定
为了以高通量方式鉴定病毒敏化剂, 我们开发了使用 96 孔板的测定以量化对抗 癌细胞的溶瘤病毒的活性。 起初, 该测定检测对抗 4T1 乳腺癌细胞的 VSVΔ51 相关的细胞毒
性。 该测定使用 HEPES 缓冲的、 无酚红的细胞培养基以使背景最小化, 并使与可影响 VSV 生长的 pH 改变相关的问题最小化。对于该测定, 在 96 孔板中接种每孔 30000 个 4T1 细胞, 并且使所述细胞在上述培养基中过夜黏附至所述板。第二天, 用 10μM 浓度的库 化合物 (library compound)( 溶于 5%二甲基亚砜 (dimethylsulfoxide, DMSO)) 预处理 4 小时, 使用 Biomek FX 液体处理机 (liquid handler) 添加, 并随后以 0.03 的感染复数 (MOI) 的 VSVΔ51 或对照 ( 使用 Biotek μFill 添加 ) 攻击。为每种条件重复两块板。在每块板上, 包括了包含以 5% DMSO( 阴性对照 ) 或 5μM SAHA( 阳性对照 ) 预处理 ( 与所述库化合 物同时 ) 的细胞的内对照。40 小时之后, 从孵育器中取出板, 并使其在室温下平衡 2 小时, 并且向所述板中添加阿尔玛蓝 试剂, 并立即使用荧光读板仪 (Perkin Elmer EnVision 读 板仪, 530nm 激发, 590 发射 ) 读取第一荧光读数。随后在室温下孵育板 2 小时, 并读取第二 荧光读数。计算第二和第一读数之间的差异, 并将其用于代谢活性的进一步计算。尽管已 知读取第二和第一次读数之间的差异会降低自发荧光化合物的干扰作用, 我们发现预先平 衡板温度 2 小时并在加入阿尔玛蓝之后室温孵育是降低板的位置效应 (position effect) 的有效方式。
鉴定病毒敏化化合物
随后, 基于标化的代谢活性值 ( 细胞毒性 ) 鉴定优选的化合物, 其中偏好没有病毒 下的低细胞毒性和病毒存在下的高细胞毒性。值得注意的是, 使用与 VSVΔ51 联合的化合 物中观察到的细胞代谢活性与单独使用的化合物的细胞代谢活性的比值以及这两个值之 间的差异作为选择标准。还考虑 B 评分 (B-score) 用于选择命中化合物 (hit compound)。 具体地说, 考虑在病毒存在下表现出负的 B 评分但在没有病毒时表现出接近零的 B 评分的 化合物为潜在的病毒敏化剂。B 评分标化使用双向中位数平滑 (median polish), 因此考虑 行 / 列位置效应 (Brideau et al., J BiomolScreen.2003 Dec ; 8(6) : 634-47 ; 其通过引用 并入本文 ), 并阻止基于位置的选择。为此, 偏好本身表现出接近零的 B 评分但在病毒存在 下表现出高度负的 B 评分 ( 表明更大的细胞毒性 ) 的化合物。此外, 在病毒存在和不存在 下获得的 B 评分之间的差异被认为是鉴定在感染的相对于未感染的孔之间表现出大的活 性差异之化合物的参数 (ΔB 评分 )。最后, 在命中的选择中, 要考虑结果的重复。对于每 个参数, 基于均值和标准差和 / 或基于命中率来确立严格性阈值。随后, 基于 4 种不同权重 的通过上文中描述的不同参数计算的评分来鉴定潜在的病毒敏化剂, 并且生成了具有最高 1/4 评分的化合物的编制列表。
新病毒敏化化合物的验证
使用上文中描述的方法, 我们筛选了超过 13500 种化合物, 并且鉴定了很多病毒 敏化化合物。按本文的描述进一步分析符合严格截断标准 (cut-off criteria) 的那些化 合物的结构相似性。在 4T1 细胞中, 通过两种或多种以下方法, 当独立的测试两次显示增强 的 VSVΔ51 扩散和溶瘤活性时, 则化合物被验证 : 荧光显微镜检测法 ( 病毒扩散 )、 考马斯 蓝测定法 ( 细胞脱离、 细胞毒性 )、 阿尔玛蓝测定法 ( 代谢活性、 细胞毒性 ) 或蚀斑测定法 ( 病毒滴度 )。在接近筛选中所使用的给定剂量范围 (20μM 至 2.5μM 之间 ) 内进行初始 测试。
通过筛选方法鉴定的表现出高活性的一种病毒敏化剂是 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮 (DCPDF)。我们确证 DCPDF 增加 VSVΔ51 在 4T1 乳腺癌细胞中的扩散, 并且发现其还增强 VSVΔ51 在 CT26 结肠癌细胞、 786-0 人肾癌细胞和 U251 人神经胶质母细 胞瘤细胞中的扩散 ( 图 1、 2、 5a)。然而, DCPDF 不增强 VSVΔ51 在正常人 GM38 成纤维细胞 中的扩散 ( 图 5a)。
DCPDF 增加 VSVΔ51 在多种细胞系 ( 包括 786-0、 CT26 和 4T1) 中的滴度 ( 图 4、 5b、 5c)。在 CT26 细胞中, 与对照处理的细胞相比, 用 DCPDF 预处理增加 VSVΔ51 滴度超过 1000 倍 ( 图 4、 5b)。还发现 DCPDF 对病毒输出的作用是浓度依赖性的 ( 图 5c)。基于 Chou 和 Talalay(Chou 和 Talalay(1977)J.Biol.Chem.252 : 6438-6442, 其通 过引用并入本文 ) 的方法的等效剂量分析法 (isobologram analysis) 确证, 当在 4T1 和 CT26 细胞中与 VSVΔ51 联合使用时, DCPDF 导致真正的协同细胞杀伤 ( 图 6a)。这还可通 过图 3 和 6b 中的考马斯染色而被可视化。
我们还检测了 DCPDF 是否可以增强其他溶瘤病毒的扩散。在 B16 黑色素瘤细胞以 及在 4T1 细胞中, 我们观察到了遗传减毒处理的痘苗病毒毒株 (VVdd, 胸苷激酶和痘苗生长 因子基因缺失 ; 图 7a、 b) 增强的扩散和病毒输出 (McCart et al., 2001 Cancer Res.Dec 15 ; 61(24) : 8751-7, 其通过引用并入本文 )。 不希望受到理论的限制或以任何方式限制, 初 步数据表明, DCPDF 改变细胞周期进展, 其中细胞最终积聚于 G1。值得注意的是, 细胞周期 阻滞的动力学似乎不同于使用 TSA( 也阻断细胞周期于 G1 的 HDI) 所观察到的阻滞 ( 图 8a、 b)。最终, 不希望受到理论的限制或以任何方式限制, DCPDF 可部分通过克服 IFN 应答而运 作, 因为在用 DCPDF 处理之后, 以 IFN 保护的 U251 细胞对 VSVΔ51 部分地被重新敏化 ( 图 9)。
其他新病毒敏化化合物
验证了高活性的病毒敏化剂 DCPDF 之后, 我们根据前述标准进一步地验证另一些 病毒敏化化合物。通过筛选鉴定之后, 马上对化合物进行初始测试, 随后, 优先考虑表现出 与 DCPDF 类似结构的分子, 所述结构基于以下特征 : 5 个原子的呋喃环和以其他电负性原子 ( 例如, 氮或硫 ) 对呋喃环的氧原子的可能的替代。鉴定并验证了另一些病毒敏化化合物 ( 见图 10a ~ j), 并且进一步研究其结构以确定支持病毒敏化活性的共同的基本结构特征。 通过仔细检查筛选所鉴定的化合物, 我们发现多个化合物可通过上文中描述的结构相似性 而分组。
材料、 方法和其他技术细节
药物和化学品 : 用于高通量筛选的化合物是从 Maybridge HitFinder、 Chembridge DIVERSet、 Microsource Spectrum、 Prestwick、 BIOMOL 和 Sigma LOPAC 筛 选 收 集 物 (screening collection) 中选出的亚类。 化合物的选择基于化学多样性和非重叠。 将所有 化合物以 10mM 溶于 DMSO 中。 为了进一步体外测试, 从 Ryan Scientific(Mt.Pleasant, SC, USA) 获得 VSe1( 也称为 3, 4- 二氯 -5- 苯基 -2, 5- 二氢呋喃 -2- 酮或 DCPDF), 并以 10mM 将 其溶于 DMSO。为了体内使用, 以 0.4mg/50μl 将 VSe1 溶于新制的 30%乙醇、 5% DMSO(PBS 中 )。 从 Exclusive Chemistry(Obninsk, Russia) 获得 SAHA, 并且也将其以 10mM 溶于 DMSO。 6 二者均存储于 -20℃。使用 Intron A(Shering)( 以 10×10 IU/ml 的储存浓度存储于 40C) 进行 IFNα 处理。
细胞系 : 以 下 细 胞 系 购 自 美 国 典 型 培 养 物 保 藏 中 心 (American TypeCulture Collection) : 4T1( 小鼠乳腺腺癌 )、 B16( 小鼠黑色素瘤 )、 786-0( 人肾癌 )、 U251( 人神经胶 质瘤 )、 GM38( 正常的人成纤维细胞 )、 HEK293T( 人胚胎肾 )、 U2OS( 人骨肉瘤 ) 和 Vero( 猴肾 细胞 )。除了 GM38 之外, 所有细胞系均培养在补充了 10%胎牛血清 (CanSera, Etobicoke, Canada) 的 HyQ 高糖 Dulbecco’ s modified Eagle medium(DMEM) 培养基中 (HyClone)。 GM38 细胞生长在补充了 20%胎牛血清 (Gibco) 的 DMEM 中。所有细胞系均在 37 度下孵育 于 5% CO2 的潮湿培养箱中。
病毒 : 在整个研究中, 使用 VSV 的 Indiana 血清型 ( 突变或野生型 ), 并且其在 Vero细胞中繁殖。VSVΔ51 是野生型 VSV Indiana 的天然的、 干扰素诱导的突变, 而表达 RFP 或 GFP 的 VSVΔ51 是 VSVΔ51 的重组衍生物 (49)。通过 0.2μm Steritop 滤器 (Millipore, Billerica, MA) 和在用 PBS(HyClone, Logan, UT) 重悬之前以 30,000g 离心来从细胞培养物 的上清液中纯化病毒颗粒。对于高通量筛选, 添加 30%蔗糖以增加病毒的稳定性。对于体 内研究, 用 5 ~ 50% (Sigma) 梯度进一步纯化病毒。通过与 VVdd-GFP 同源重 组而获得表达荧光 Cherry 蛋白的双缺失痘苗病毒 (VVdd), 并将其在 U20S 细胞中繁殖。
高通量筛选 : 在 96 孔板中 HEPES 缓冲的、 无酚红的 DMEM(Gibco) 中接种 4T1 细胞, 并使其过夜黏附。 第二天, 以使用 Biomek FX 液体处理机 (Beckman Coulter, Fullerton, CA, USA) 添加的 10μM 浓度的库化合物预处理 95%汇合的细胞 4 小时, 并随后以使用 μFill 液体处理机 (Biotek, Winooski, VT, USA) 添加的 MOI 为 0.0325 的 VSVΔ51 或对照攻击所 述细胞。为每种条件重复两块板。在每块板上, 包括了由以 DMSO( 阴性对照 ) 预处理的细 胞 ( 与库化合物同时 ) 构成的内对照。 40 小时之后, 用阿尔玛蓝 孵育板, 并使用 EnVision 读板仪 (Perkin Elmer, Waltham, MA, USA) 评价荧光发射率。在病毒存在和不存在下测定 每种药物的细胞毒性, 其定义如下 : VSVΔ51(VSV) 存在下的细胞毒性=药物存在下的荧光 率 +VSVΔ51 除以 DMSO+VSVΔ51 对照 ( 每板 8 个 ) 的平均荧光率。VSVΔ51( 对照 ) 不存 在下的细胞毒性=药物存在下的荧光率 ( 但无病毒 ) 除以 DMSO 对照 ( 无病毒, 每板 8 个 ) 的平均荧光率。通过比较感染的和模拟感染的板上的 DMSO 对照来评价单独病毒诱导的细 胞杀伤, 并且其低于 10%。将两个重复的平均 Log(VSV/ 对照 ) 值用作选择命中的参数, 其 中 -0.3 是截断值。在选择中, 还考虑两个重复之间 Log(VSV/ 对照 ) 值的重现性。 病毒滴度 : 在特定的时间点收集来自每个治疗条件的上清液。随后在无血清的 DMEM 中进行一系列稀释, 并且将 500μl 的每个稀释应用于 Vero 细胞汇合的单层 45 分钟。 随后, 用 DMEM-10% FBS 中 0.5%的琼脂糖覆盖该板, 并使蚀斑生长 24 小时。随后, 将卡若 氏固定剂 (Carnoyfixative)( 甲醇∶乙酸为 3 ∶ 1) 直接应用于所述覆盖的上方 5 分钟。 用铲轻轻抬离所述覆盖, 并用 0.5%的考马斯蓝染色经固定的单层 30 分钟, 随后计数蚀斑。 使用 DMEM-10% FBS 中 48h 的 1.5%羧基甲基纤维素, 用 U2OS 单层测定 VVDD 样品的滴度。 除去所述覆盖, 并用 0.5%的考马斯蓝染色该单层 30 分钟, 随后计数蚀斑。
联合指数的评价 : 在 96 孔板中, 每孔接种 25000 个 4T1 或 CT26 细胞, 并使其过 夜黏附。次日, 用系列稀释的 Vse1(200μM 至 1.5μM, 1 ∶ 2 稀释梯度 ) 预处理 4 小时, 随后用系列稀释的 VSVΔ51(100000 PFU 至 780 PFU) 感染, 保持 VSVΔ51 和 VSe1 联用的 固定比例 (500 PFU 对 1μM)。48h 之后, 使用阿尔玛蓝试剂评价细胞毒性。根据 Chou 和 Talalay 的方法 (Chou and Talalay (1977)J.Biol.Chem.252 : 6438-6442), 使用 Calcusyn Software(Biosoft, Ferguson MO, USA) 计算联合指数 (CI)。
报道基因测定 : 在 24 孔皿中, 以 1.3×105 个细胞 / 孔接种 HEK 293T 细胞。次日, 用前述的 ISRE 驱动的萤光素酶报道质粒 (Lai, F et al.(2008).J Virol Methods 153 : 276-279) 和 CMV 驱动的 β- 半乳糖苷酶对照质粒共转染细胞。转染后 6 小时, 以 VSe1 处理 细胞或用载剂模拟处理细胞。接受 VSe1 大约 20 小时之后, 用 IFN-α 处理细胞并完全更换 培养基。 次日, 裂解细胞, 并使用 BD Monolight 试剂盒 (Becton Dickinson, FranklinLakes, NJ, USA) 测量萤光素酶。使用发光 β- 半乳糖苷酶试剂盒 (Clontech, Mountainview, CA, USA) 测量 β- 半乳糖苷酶的活性。
HDAC 酶 活 性 测 定 : 在 VSe1 20μM 或 TSA 20μM 存 在 下, 由 ReactionBiology Corp.(Malvern, PA, USA) 使用 50μM 来自 p53 残基 379 ~ 382( 对于 HDAC 1 ~ 7 和 9-11 为 RHKKAc 或对于 HDAC8 为 RHKAcKAc) 的荧光肽, 测量重组 HDAC 1 至 11 的活性。将 HDAC 活性与以 DMSO( 载剂 ) 处理的对照相比较, 并表示为对照 HDAC 活性的百分比。所有的条件 都以两个重复进行测试。
微阵列 : 在 100mm 培养皿 (petris) 中, 以 1.5×106 的密度接种 CT26 细胞, 并使其 过夜黏附。次日, 用 DMSO、 20μM VSe1 或 5μM SAHA 处理细胞。4 小时之后, 以 0.03 的 MOI 添加 VSVΔ51( 或对照培养基 )。感染后 24 小时, 使用橡胶刮刀在少量 PBS 中收集细胞。随 后, 使用 QiagenQiaShredder 柱和 Qiagcn Rneasy 提取试剂盒 (Qiagen, Valencia, CA, USA), 将细胞沉淀用于总 RNA 的提取。 将合并的两个重复的样品 RNA 用于随后微阵列上的的杂交。 根据制造商的说明书标记 RNA 和将其杂交到 Affymetrix 小鼠基因 1.0ST 阵列上之前, 使用 Agilent 2100 Bioanalyzer(Santa Clara, CA, USA) 来确证 RNA 的品质。从数据集中除去 低信号的基因 (DMSO 处理的、 模拟感染的对照中< 50)。 将剩余基因的表达标化至每个阵列 的平均总体信号。随后, 为与模拟感染、 DMSO 处理的对照相关的每个基因计算基因表达改 变的倍数。使用与对照相关的基因表达的 2 倍改变作为截断来选择处理所干扰的基因。使 用 Microsoft Excel 进行分析。
动物肿瘤模型 : 在 6 周龄的雌性 Balb/c 小鼠的后胁中, 通过注射 3×105 个悬于 100μl PBS 耐 VSVΔ51 的 CT26 细胞而皮下建立同基因的结肠癌肿瘤。接种后 11 天时, 肿 3 瘤已经达到约 220mm 的平均大小, 用重悬于 30%乙醇、 5% DMSO、 65% PBS( 或载剂对照 ) 中 0.4mg 剂量的 VSe1 腹膜内施用来处理小鼠。第一次 VSe1 给药之后 4 小时, 肿瘤内引入 8 VSVΔ51(1×10 pfu)。随后, 在植入 (0.4mg/ 注射 / 小鼠 ) 后第 13 天和第 15 天再次施用 VSe1( 或载剂 )。每 2 ~ 3 天使用电子卡尺测量肿瘤大小。计算肿瘤体积为= ( 长度 × 宽 度 2)/2。为每只小鼠计算每个时间点相对于第 11 天测量的初始肿瘤大小的相对肿瘤大小。 使用 ANOVA 来评价每个时间点时所观察到的差异的统计学显著性。
原代组织标本的处理和加工 : 从同意的进行肿瘤切除的患者中获得原代组织标 本。在手术切除后 48 小时内加工所有的组织。使用 Krumdieck 组织切片机 (Alabama research and development, Munford, AL, USA) 获得 300μm 的组织切片, 并且将其接种在 补充了 10% FBS 的 DMEM 中。在指定的处理条件之后, 通过荧光显微镜检测法将样品可视 化。随后称重, 并使用匀浆机 (Kinematica AG-PCU-11) 在 1ml PBS 中匀浆。在无血清培养 基中制备组织匀浆液的系列稀释, 并通过标准的蚀斑测定法来定量病毒滴度。
实时 PCR : 根据制造商的说明书 (Invitrogen, ON, Canada), 使用 SuperScript 第 一链合成系统 ( 随机六聚体法 ), 用 2μg RNA 合成 cDNA。按照推荐使用 QuantiTect SYBR Green PCR 试剂盒 (Qiagen, ON, Canada)。使用 Rotor-gene RG-300(Corbett Research, Australia) 进行实时 PCR 反应。使用 Rotor-gene 软件确定最适阈值和反应效率。每个引 物的溶解曲线表现为单峰, 表明特异性的扩增, 这也通过琼脂糖凝胶而确证。 在之前为每个 基因确定的最适阈值下, 使用 Rotor-gene 软件测定 Ct 值。计算相对于 GAPDH 的基因表达。 为每个基因计算相对于 DMSO 处理的对照的诱导倍数。引物是使用 Primer 3v 4.0 设计的。
所有的引文均通过引用并入本文。
参照一个或多个实施方案描述了本发明。然而, 对于本领域技术人员来说显而易见的是, 只要不离开权利要求书中所定义的本发明的范围, 可进行多种改变和修改。
参考文献
1.Adusumilli PS, Chan MK, Chun YS, Hezel M, Chou TC, Rusch VW et al.(2006). Cisplatin-induced GADD34 upregulation potentiates oncolytic viraltherapy in the treatment of malignant pleural mesothelioma.Cancer Biol Ther ; 5: 48-53.
2.Ahmed, M., S.D.Cramer, and D.S.Lyles, Sensitivity of prostate tumors to wildtype and M protein mutant vesicular stomatitis viruses.Virology, 2004.330(1) : p.34-49.
3.Bennett JJ, Adusumilli P, Petrowsky H, Burt BM, Roberts G, Delman KA et al.(2004).Upregulation of GADD34 mediates the synergistic anticancer activity ofmitomycin C and a gammal34.5 deleted oncolytic herpes virus(G207).FASEBJ ; 18 : 1001-1003.
4.Brideau, C., B.Gunter, B.Pikounis, and A.Liaw, Improved statistical methodsfor hit selection in high-throughput screening.J Biomol Screen , 2003.8(6) : p.634-47. 5.Chalikonda S, Kivlen MH, O ′ Malley ME, Eric Dong XD, McCart JA, Gorry MCet al.(2008).Oncolytic virotherapy for ovarian carcinomatosis using a replication-selective vaccinia virus armed with a yeast cytosine deaminase gene.Cancer GeneTher ; 15 : 115-125.
6.Chang , H.M. , M.Paulson , M.Holko , C.M.Rice , B.R.Williams , I.Marie , andD.E.Levy ,Induction of interferon-stimulated gene expression and antiviralresponses require protein deacetylase activity.Proc Natl Acad Sci U S A, 2004.101(26) : p.9578-83.
7.Chen G ,Zhou J ,Gao Q ,Huang X ,Li K ,Zhuang L et al.(2006). Oncolyticadenovirus-mediated transfer of the antisense chk2 selectively inhibits tumorgrowth in vitro and in vivo.Cancer Gene Ther ; 13 : 930-939.
8.Cheong SC, Wang Y, Meng JH, Hill R, Sweeney K, Kirn D et al.(2008).E1 A-expressing adenoviral E3B mutants act synergistically with chemotherapeutics inimmunocompetent tumor models.Cancer Gene Ther ; 15 : 40-50.
9.Chou, T.C.and P.Talaly, A simple generalized equation for the analysis ofmultiple inhibitions of Michaelis-Menten kinetic systems.J Biol Chem , 1977.252(18) : p.6438-42.
10.Ebert, O., S.Harbaran, K.Shinozaki, and S.L.Woo, Systemic therapy ofexperimental breast cancer metastases by mutant vesicular stomatitis virus inimmune-competent mice.Cancer Gene Ther, 2005.12(4) : p.350-8.
11.Foloppe J, Kintz J, Futin N, Findeli A, Cordier P, Schlesinger Y et al.(2008).Targeted delivery of a suicide geneto human colorectal tumors by a conditionallyreplicating vaccinia virus.Gene Ther ; 15 : 1361-1371.
12.Freytag SO, Barton KN, Brown SL, Narra V, Zhang Y, Tyson D et al.(2007).Replicationcompetent adenovirus-mediated suicide gene therapy with radiation ina preclinical model of pancreatic cancer.Mol Ther ; 15 : 1600-1606.
13.Fukuda K, Abei M, Ugai H, Kawashima R, Seo E, Wakayama M et al.(2009). E1A ,E1B doublerestricted replicative adenovirus at low dose greatly augmentstumor-specific suicide gene therapy for gallbladder cancer.Cancer Gene Ther ; 16 : 126-136.
14.Galanis E, Okuno SH, Nascimento AG, Lewis BD, Lee RA, Oliveira AM et al.(2005).Phase I-II trial of ONYX-015 in combination with MAP chemotherapy inpatients with advanced sarcomas.Gene Ther ; 12 : 437-445.
15.Gao Q, Zhou J, Huang X, Chen G, Ye F, Lu Y et al.(2006).Selective targeting ofcheckpoint kinase 1 in tumor cells with a novel potent oncolytic adenovirus.MolTher ; 13 : 928-937.
16.Graat HC, Witlox MA, Schagen FH, Kaspers GJ, Helder MN, Bras J et al.(2006).Different susceptibility of osteosarcoma cell lines and primary cells totreatment with oncolytic adenovirus and doxorubicin or cisplatin.Br J Cancer ; 94 : 1837-1844.
17.Hsieh JL, Lee CH, Teo ML, Lin YJ, Huang YS, Wu CL et al.(2009). Transthyretin-driven oncolytic adenovirus suppresses tumor growth in orthotopicand ascites models of hepatocellular carcinoma.Cancer Sci ; 100 : 537-545.
18.Hsu KF, Wu CL, Huang SC, Hsieh JL, Huang YS, Chen YF et al.(2008). Conditionally replicating E1B-deleted adenovirus driven by the squamous cellcarcinoma antigen 2 promoter for uterine cervical cancer therapy.Cancer GeneTher ; 15 : 526-534.
19.Ikeda K, Ichikawa T, Wakimoto H, Silver JS, Deisboeck TS, Finkelstein D et al.(1999).Oncolytic virus therapy of multiple tumors in the brain requiressuppression of innate and elicited antiviral responses.Nat Med 5 : 881-887.
20.Ikeda K, Wakimoto H, Ichikawa T, Jhung S, Hochberg FH, Louis DN et al.(2000).Complement depletion facilitates the infection of multiple brain tumorsby an intravascular, replicationconditional herpes simplex virus mutant. J Virol ; 74 : 4765-4775.
21.Kambara H, Saeki Y, Chiocca EA(2005).Cyclophosphamide allows for in vivodose reduction of a potent oncolytic virus.Cancer Res ; 65 : 11255-11258.
22.Kasuya H, Nishiyama Y, Nomoto S, Goshima F, Takeda S, Watanabe I et al.(2007).Suitability of a US3-inactivated HSV mutant (L1BR1).as an oncolyticvirus for pancreatic cancer therapy.Cancer Gene Ther ; 14 : 533-542.
23.Kim EJ, Yoo JY, Choi YH, Ahn KJ, Lee JD, Yun CO et al.(2008).Imaging ofviral thymidine kinase gene expression by replicating oncolytic adenovirusandprediction of therapeutic efficacy.Yonsei Med J ; 49 : 811-818.
24.Kottke T , Thompson J , Diaz RM , Pulido J , Willmon C , Coffey M et al.(2009).Improved Systemic Delivery of Oncolytic Reovirus to Established Tumors UsingPreconditioning with Cyclophosphamide-Mediated Treg Modulation andInterleukin-2.Clin Cancer Res ; 15 : 561-569.
25.Kramm CM, Rainov NG, Sena-Esteves M, Barnett FH, Chase M, Herrlinger U etal.(1996).Longterm survival in a rodent model of disseminated brain tumors bycombined intrathecal delivery of herpes vectors and ganciclovir treatment. HumGene Ther ; 7: 1989-1994.
26.Kurozumi K , Hardcastle J , Thakur R , Shroll J , Nowicki M , Otsuki A et al.(2008).Oncolytic HSV-1 infection of tumors induces angiogenesis andupregulates CYR61.Mol Ther ; 16 : 1382-1391.
27.Kurozumi K, Hardcastle J, Thakur R, Yang M, Christoforidis G, Fulci G et al.(2007).Effect of tumor microenvironment modulation on the efficacy ofoncolytic virus therapy.J Natl Cancer Inst ; 99 : 1768-1781.
28.Lun XQ, Jang JN, Tang N, Deng H, Bell JC, Stojdl DF et al.(2009).Efficacy ofsystemically administered oncolytic vaccinia virotherapy for malignant gliomas isenhanced by combination therapy with rapamycin or cyclophosphamide. ClinCancer Res ; 15 : 2777-2788.
29.Lun XQ, Zhou H, Alain T, Sun B, Wang L, Barrett JW et al.(2007). Targetinghuman medulloblastoma : oncolytic virotherapy with myxoma virus is enhancedby rapamycin.Cancer Res ; 67 : 8818-8827.
30.Lun, X., D.L.Senger, T.Alain, A.Oprea, K.Parato, D.Stojdl, B.Lichty, A.Power ,R.N.Johnston ,M.Hamilton ,I.Parney ,J.C.Bell ,and P.A.Forsyth , Effects of intravenously administered recombinant vesicular stomatitis virus(VSV(deltaM51))on multifocal and invasive gliomas.J Natl Cancer Inst, 2006.98(21) : p.1546-57.
31.Mace AT, Harrow SJ, Ganly I, Brown SM(2007).Cytotoxic effects of theoncolytic herpes simplex virus HSV 1716 alone and in combination with cisplatinin head and neck squamous cell carc inoma.Acta Otolaryngol ; 127 : 880-887.
32.Mai ,A. ,S.Valente ,A.Nebbioso ,S.Simeoni ,R.Ragno ,S.Massa , G.Brosch , F.De Bellis , F.Manzo , and L.Altucci , New pyrrole-based histone deacetylaseinhibitors : binding mode, enzyme-and cell-based investigations.Int J BiochemCell Biol, 2009.41(1) : p.235-47.
33.McCart JA , Puhlmann M , Lee J , Hu Y , Libutti SK , Alexander HR et al.(2000).Complex interactions between the replicating oncolytic effect and theenzyme/prodrug effect of vaccinia mediated tumor regression.Gene Ther ; 7: 1217-1223.34.Monneret , C. , Histone deacetylase inhibitors.Eur J Med Chem , 2005.40(1) : p.1-13.
35.Mullerad M, Bochner BH, Adusumilli PS, Bhargava A, Kikuchi E, Hui-Ni C etal.(2005).Herpes simplex virus based gene therapy enhances the efficacy ofmitomycin C for the treatment of human bladder transitional cell carcinoma. JUrol ; 174 : 741-746.
36.Nawa A , Nozawa N , Goshima F , Nagasaka T , Kikkawa F , Niwa Y et al.(2003).Oncolytic viral therapy for human ovarian cancer using a novel replication-competent herpes simplex virus type I mutant in a mouse model. Gynecol Oncol ; 91 : 81-88.
37.Nguyen ,T.L. , H.Abdelbary ,M.Arguello ,C.Breitbach , S.Leveille , J.S.Diallo, A.Yasmeen, T.A.Bismar, D.Kirn, T.Falls, V.E.Snoulten, B.C.Vanderhyden, J.Werier, H.Atkins, M.J.Vaha-Koskela, D.F.Stojdl, J.C.Bell, and J.Hiscott, Chemical targeting of the innate antiviral response by histone deacetylaseinhibitors renders refractory cancers sensitive to viral oncolysis.Proc Natl AcadSci U S A, 2008.105(39) : p.14981-6.
38.Pan Q, Liu B, Liu J, Cai R, Wang Y, Qian C(2007).Synergistic induction oftumor cell death by combining cisplatin with an oncolytic adenovirus carryingTRAIL.Mol Cell Biochem ; 304 : 315-323.
39.Pan QW , Zhong SY , Liu BS , Liu J , Cai R , Wang YG et al.(2007). Enhancedsensitivity of hepatocellular carcinoma cells to chemotherapy with a Smac-armedoncolytic adenovirus.Acta Pharmacol Sin ; 28 : 1996-2004.
40.Parato, K.A., D.Senger, P.A.Forsyth, and J.C.Bell, Recent progress in the battlebetween oncolytic viruses and tumors.Nat Rev Cancer, 2005.5(12) : p.965-76.
41.Pawlik TM, Nakamura H, Mullen JT, Kasuya H, Yoon SS, Chandrasekhar S et al.(2002).Prodrug bioactivation and oncolysis of diffuse liver metastases by aherpes simplex virus l mutantthat expresses the CYP2B1 transgene.Cancer ; 95 : 1171-1181.
42.Qiao J, Wang H, Kottke T, White C, Twigger K, Diaz RM et al.(2008). Cyclophosphamide Facilitates Antitumor Efficacy against Subcutaneous Tumorsfollowing Intravenous Delivery of Reovirus.Clin Cancer Res ; 14 : 259-269.
43.Reddy ,P.S. ,K.D.Burroughs ,L.M.Hales ,S.Ganesh ,B.H.Jones , N.Idamakanti ,C.Hay ,S.S.Li ,K.L.Skele ,A.J.Vasko ,J.Yang ,D.N.Watkins , C.M.Rudin, andP.L.Hallenbeck, Seneca Valley virus, a systemically deliverable oncolyticpicornavirus, and the treatment of neuroendocrine cancers.J Natl Cancer Inst, 2007.99(21) : p.1623-33.
44.Ryan PC, Jakubczak JL, Stewart DA, Hawkins LK, Cheng C, Clarke LM et al.(2004).Antitumor efficacy and tumor-selective replication with asingleintravenous injection of OAS403, an oncolytic adenovirus dependent on twoprevalent alterations in human cancer.Cancer Gene Ther ; 11 : 555-569.
45.Sieben M ,Herzer K ,Zeidler M ,Heinrichs V ,Leuchs B ,Schuler M et al.(2008).Killing of p53-deficient hepatoma cells by parvovirus H-1 andchemotherapeutics requires promyelocytic leukemia protein.World JGastroenterol ; 14 : 3819-3828.
46.Stanford MM, Barrett JW, Nazarian SH, Werden S, McFadden G(2007). Oncolytic virotherapy synergism with signaling inhibitors : Rapamycin increasesmyxoma virus tropism for human tumor cells.J Virol ; 81 : 1251-1260.
47.Stanford MM, Shaban M, Barrett JW, Werden SJ, Gilbert PA, Bondy-Denomy Jet al.(2008).Myxoma virus oncolysis of primary and metastatic B16F 10 mousetumors in vivo.Mol Ther 16 : 52-59.
48.Stojdl, D.F., B.Lichty, S.Knowles, R.Marius, H.Atkins, N.Sonenberg, and J.C.Bell, Exploiting tumor-specific defects in the interferon pathway with apreviously unknown oncolytic virus.Nat Med, 2000.6(7) : p.821-5.
49.Stojdl , D.F. , B.D.Lichty , B.R.tenOever , J.M.Paterson , A.T.Power , S.Knowles , R.Marius , J.Reynard , L.Poliquin , H.Atkins , E.G.Brown , R.K.Durbin , J.E.Durbin, J.Hiscott, and J.C.Bell, VSV strains with defects in their ability toshutdown innate immunity are potent systemic anti-cancer agents.Cancer Cell, 2003.4(4) : p.263-75.
50.Sung CK, Choi B, Wanna G, Genden EM, Woo SL, Shin EJ(2008).CombinedVSV oncolytic virus and chemotherapy for squamous cell carcinoma.Laryngoscope ; 118 : 237-242.
51.Taneja ,S. ,J.MacGregor ,S.Markus ,S.Ha ,and I.Mohr ,Enhanced antitumorefficacy of a herpes simplex virus mutant isolated by genetic selection in cancercells.Proc Natl Acad Sci U S A, 2001.98(15) : p.8804-8.
52.Thomas M ,Spencer JF ,Toth K ,Sagartz JE ,Phillips NJ ,Wold WS(2008).Immunosuppression enhances oncolytic adenovirus replication and antitumorefficacy in the Syrian hamster model.Mol Ther ; 16 : 1665-1673.
53.Tomicic MT, ThustR, Kaina B(2002).Ganciclovir-induced apoptosis in HSV-1thymidine kinase expressing cells : critical role of DNA breaks, Bcl-2 decline andcaspase-9 activation.Oncogene ; 21 : 2141-2153.
54.Toyoizumi T, Miek R, Abbas AE, Kang EH, Kaiser LR, Molnar-Kimber KL(1999).Combined therapy with chemotherapeutic agents and herpes simplexvirus type 1 ICP34.5 mutant(HSV-1716).in human non-small cell lung cancer.Hum Gene Ther ; 10 : 3013-3029.
55.Tumilasci VF, Oliere S, Nguyen TL, Shamy A, Bell J, Hiscott J(2008). Targetingthe apoptotic pathway with BCL-2 inhibitors sensitizes primary chroniclymphocytic leukemia cells to vesicular stomatitis virus-inducedoncolysis.JVirol ; 82 : 8487-8489.
56.Ungerechts G, Springfeld C, Frenzke ME, Lampe J, Parker WB, Sorscher EJ etal.(2007).An immunocompetent murine model for oncolysis with an armed andtargeted measles virus.Mol Ther ; 15 : 1991-1997.
57.Yoon AR , Kim JH , Lee YS , Kim H , Yoo JY , Sohn JH et al.(2006). Markedlyenhanced cytolysis by E1B-19kD-deleted oncolytic adenovirus in combinationwith cisplatin.Hum Gene Ther ; 17 : 379-390.
58.Yu DC , Chen Y , Dilley J , Li Y , Embry M , Zhang H et al.(2001). Antitumorsynergy of CV787, a prostate cancer-specific adenovirus, and paclitaxel anddocetaxel.Cancer Res ; 61 : 517-525.
59.Yu YA , Galanis C , Woo Y , Chen N , Zhang Q , Fong Y et al.(2009). Regressionof human pancreatic tumor xenografts in mice after asingle systemic injection ofrecombinant vaccinia virus GLV-1h68.Mol Cancer Ther ; 8: 141-151.
60.Zhang J, Ramesh N, Chen Y, Li Y, Dilley J, Working P et al.(2002). Identification of human uroplakin II promoter andits usein the construction ofCG8840 ,a urothelium-specific adenovirus variant that eliminates establishedbladder tumors in combination with docetaxel.Cancer Res ; 62 : 3743-3750. 61.Zhang NH , Song LB , Wu XJ , Li RP , Zeng MS , Zhu XF et al.(2008). Proteasomeinhibitor MG-132 modifies coxsackie and adenovirus receptor expression incolon cancer cell line lovo.Cell Cycle ; 7: 925-933.
62.Zhou J , Gao Q , Chen G , Huang X , Lu Y , Li K et al.(2005).Novel oncolyticadenovirus selectively targets tumor-associated polo-like kinase 1 and tumor cellviability.Clin Cancer Res ; 11 : 8431-8440.