GSK口服型高效、高选择性TRPV4抑制剂GSK2193874的开发

　　GSK口服型高效、高选择性TRPV4抑制剂GSK2193874的开发

　　瞬变感受器电位蛋白V4 (TRPV4)离子通道是瞬时感受器电位(TRP)家族成员，在人体内，TRPV4可以在多种细胞内表达，包括肺部调控钙离子进入的血管内皮细胞。研究证明，用TRPV4小分子激动剂激活TRPV4可导致内皮细胞收缩，造成患者心血管崩溃性肺水肿。又有研究发现，充血性心力衰竭可使患者左心室向外周循环系统的泵血能力下降，以此会导致左心室扩张，并使肺血管压力相应增加，进而导致肺水肿。因此，TRPV4抑制剂是心血管崩溃性肺水肿潜在新型治疗药物。

　　同时，研究还显示TRPV4与多种疾病有关，包括神经源性肺水肿、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征、膀胱过动症、疼痛、遗传性运动神经元疾病、心血管及骨相关疾病。

　　图一 已报导的TRPV4抑制剂

　　如图一所示，包括葛兰素史克、辉瑞、Hydra Biosciences公司、Renovis公司等多个公司在内曾报道过多个TRPV4抑制剂，但这些抑制剂大多不能满足口服需要，且存在效力及选择性不佳等多种问题。因此，急需开发更多地高选择性、强效TRPV4抑制剂。

　　图二 TRPV4抑制剂1a优化思路

　　化合物1a是葛兰素史克通过高通量筛选获得的TRPV4抑制分子。该药物分子对HEK293细胞有较好的抑制活性，IC50值为2μM。但该分子对神经激肽NK2及NK3具有较强的双重抑制作用。此外，化合物1a具有清除率高等药动学数据不佳等问题。因此，化合物1a尚需进行进一步地药物开发。

　　葛兰素史克的研究人员对1a的优化思路如图二所示，他们将喹啉化合物1a分为四个区域来进行构效分析：2-芳基取代(R1)；氨基改性(R2)；苄基酰胺改性(R3、R3a)；喹啉取代(R4)。这些喹啉衍生物的合成如图三所示，研究人员采用取代的靛红为原料，通过与乙基芳基酮在碱性条件下反应，得到中间体2；或者使用取代苯胺为原料，与取代苯甲醛、2-酮丁酸反应得到中间体2。中间体2经过酯化、溴代、哌啶类似物取代即可得到中间体3，中间体3水解与相应的芳胺进行缩合，即可得到一系列地化合物1a衍生物。

　　图三 喹啉衍生物的合成

　　由于R1区域对神经激肽NK2及NK3活性敏感，葛兰素史克的药物开发人员首先对R1取代进行了修饰。如图四所示，通过多种取代分析，研究人员找到了TRPV4 IC50为2.5nM的强效药物分子9a，该分子的活性为原有分子1a的128倍。且通过进一步研究发现，9a对NK2及NK3的抑制活性IC50分别为1.3、2.5μM，即TRPV4抑制活性在NK2、NK3的520倍以上，具有较高的选择性。

　　图四 R1区域构效分析

　　接着，研究人员采用化合物9a为模板，对哌啶取代R2进行了分析。

　　图五 R2区域构效分析

　　如图四五，研究对R2位进行了多种取代，但结果发现，原有哌啶取代(9a)的活性较高，出了吗啉环取代具有较高活性外(化合物14)，其他取代均会使化合物的活性降低。

　　图六 R3、R3a区域构效分析

　　于是，研究人员继续采用9a为模板，进行R3、R3a取代的构效分析，如图六所示，研究人员发现，当R3、R3a分别为CF3及H取代时，活性有较大差异(化合物20及21)，这说明该位置取代基团的手性会影响活性。此外，研究人员发现，R3为CF3取代的化合物20及环丙烷取代的化合物23的TRPV4抑制活性高于9a。

　　图七 R4区域构效分析

　　由此，研究人员采用化合物20、23为模板进行了R4区域构效分析，结果如图七所示。通过R4的取代分析，研究人员成功找到了TRPV4抑制活性更高的化合物27及化合物28。通过进一步分析，研究人员发现化合物28的选择性优于化合物27。并且，化合物28 (GSK2193874)的给药量达到30mg/kg也不会影响血压及心率，即具有较高的安全性。

　　总之，葛兰素史克的新药开发人员通过对高通量筛选得到的TRPV4抑制活性分子1a进行大量修饰及构效分析，得到了口服型高效、高选择性TRPV4抑制剂GSK2193874。葛兰素史克方面表示，他们将对该药物分子进行进一步的开发，争取早日让口服型高效、高选择性TRPV4抑制剂上市，造福广大患者。