JP7720102B2 - 活性ベースのプローブ化合物、組成物、および使用方法 - Google Patents

活性ベースのプローブ化合物、組成物、および使用方法

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Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１６年１２月２３日に出願された米国仮出願第６２／４３８，９５９号の利益を主張し、その開示の全体が、参照によって本明細書中に組み込まれる。
政府支援の陳述
本発明は、国立衛生研究所によって授与された、契約ＥＢ００５０１１のもとの政府支援により行われた。政府は、本発明において一定の権利を有する。
現在、様々な技術が、分子画像化および疾患の監視の領域での使用のために開発されている。特に、光学的蛍光画像化は、その感度、特異性および非侵襲性を考慮すると、臨床的なツールとして有望性を示し始めているアプローチである。蛍光光プローブの特異性は、いくつかの場合、それらの生物学標的によって提供され得る。例えば、生体試料中の酵素標的によって認識される光プローブは、プローブの蛍光が酵素反応の際にのみ放たれる場合、極めて特異的なシグナルをしばしば発生する。理想的には、蛍光シグナルが酵素反応によって活性化された後であっても、プローブの蛍光部分は、その酵素標的と結合したままである。このような蛍光活性ベースプローブ（ＡＢＰ）が、プロテアーゼ標的に関連して記載されている。Ｂｌｕｍら（２００９年）ＰＬｏＳ Ｏｎｅ ４巻：ｅ６３７４；ｄｏｉ：１０．１３７１／ｊｏｕｒｎａｌ．ｐｏｎｅ．０００６３７４。ＡＢＰは、ＡＢＰと酵素の活性部位の触媒残基との反応からもたらされる永久的な共有結合によって、単純な蛍光発生基質と区別することができる。蛍光基質は、それらの標的酵素による触媒ターンオーバーからもたらされるシグナル増幅のために有利であるように見えるが、ＡＰＢは、標的酵素のそれらの共有結合修飾に起因して、増加した組織取り込み動力学および標的組織におけるプローブの長期保持を示すことが見出された。
蛍光ベース光プローブとの使用のための問題の標的酵素の中には、プロテアーゼ、特にシステインプロテアーゼがある。システインカテプシンは、健康および疾患において重要な役割を果たすプロテアーゼのファミリーである。Ｒｅｉｓｅｒら（２０１０年）Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｉｎｖｅｓｔ． １２０巻：３４２１～３１頁。これらの機能は、主に、エンドソーム経路に限られるとして記載されているが、それらがマトリックス分解の主要な制御因子であるという証拠が蓄積されており、それらが細胞外の状況においても機能することを示唆している。ＢｒｏｅｍｍｅおよびＷｉｌｓｏｎ（２０１１年）Ｒｏｌｅ ｏｆ
Ｃｙｓｔｅｉｎｅ Ｃａｔｈｅｐｓｉｎｓ ｉｎ Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｒｏｔｅｏｌｙｓｉｓ． Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍａｔｒｉｘ ２巻、２３～５１頁。加えて、システインカテプシンファミリーのメンバーは、いくつかの種類のがんの発生および進行における主要なプレーヤーであることが示されている。ＭｏｈａｍｅｄおよびＳｌｏａｎｅ（２００６年）Ｎａｔ． Ｒｅｖ． Ｃａｎｃｅｒ（２００６年）６巻：７６４～７５頁；ＰａｌｅｒｍｏおよびＪｏｙｃｅ（２００８年）Ｔｒｅｎｄｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ． Ｓｃｉ． ２９巻：２２～８頁。さらに、カテプシンの内因性阻害因子であるシスタチンの発現の変化が、がんにおいて観察されている。Ｃｏｘ（２００９年）Ｃｙｓｔａｔｉｎｓ ａｎｄ ｃａｎｃｅｒ． Ｆｒｏｎｔ． Ｂｉｏｓｃｉ． １４巻：４６３～７４頁。これらの観察は、細胞内および細胞外の環境における潜在的な変化と組み合わせると、天然の腫瘍の微小環境の状況におけるこれらのプロテアーゼの活性の直接評価を可能にするツールの重要性を強く主張する。システインカテプシンファミリーを標的とするいくつかのＡＢＰが合成されている。Ｅｄｇｉｎｇｔｏｎら（２０１１年）Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １５巻：７９８～８０５頁。特に、蛍光的にクエンチされたＡＢＰ（ｑＡＢＰ）は、がんの非侵襲的光学的画像化、およびその後の組織学的な細胞およびタンパク質レベルでの標的カテプシンのキャラクタリゼーションのための強力なツールであることが証明されている。Ｂｌｕｍら（２００７年）Ｎａｔ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ３巻：６６８～７７頁；Ｖｅｒｄｏｅｓら（２０１２年）Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １９巻：６１９～２８頁。
２，３，５，６－テトラフルオロフェノキシアリールメチルケトン反応基に基づくジペプチジルペプチダーゼＩの活性ベース阻害剤が報告されているが（Ｄｅｕら（２０１０年）Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １７巻：８０８～８１９頁）、これらの阻害剤は、非ペプチド性であって、検出可能な基を含んでいなかった。
カテプシンなどの活性なプロテアーゼを含む細胞の蛍光画像化における使用のためのクエンチされた活性ベースペプチド性阻害剤も報告されている。例えば、米国特許出願公開第２００７／００３６７２５号を参照されたい。これらのプローブは、プロテアーゼ活性部位と結合するために、エステル結合したアシルオキシメチルケトン反応基を利用する。いくつかの場合、活性ベース蛍光プローブは非ペプチド性である。例えば、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／１１８７１５を参照されたい。いくつかの場合、活性ベースプローブは、それらの標的酵素を放射性標識するために使用される。例えば、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２００９／１２４２６５を参照されたい。
カスパーゼおよび他のシステインプロテアーゼの他の活性ベース阻害剤は、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／０２１８００；米国特許出願公開第２００２／００５２３２３号；米国特許出願公開第２００２／００２８７７４号；ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ９６／４１６３８；および欧州特許出願公開第０２７２６７１号に報告されている。
しかしながら、より高い細胞取り込みを有し、より広範囲のシステインプロテアーゼ活性を標的とし、高い検出感度およびより低いバックグラウンドシグナルを提供する、システインプロテアーゼの新規な活性ベース蛍光プローブに対する必要性が、当該分野において依然としてある。
米国特許出願公開第２００７／００３６７２５号明細書 国際公開第２０１２／１１８７１５号 国際公開第２０１２／０２１８００号 米国特許出願公開第２００２／００５２３２３号明細書 米国特許出願公開第２００２／００２８７７４号明細書 国際公開第９６／４１６３８号 欧州特許出願公開第０２７２６７１号明細書
Ｂｌｕｍら（２００９年）ＰＬｏＳ Ｏｎｅ ４巻：ｅ６３７４；ｄｏｉ：１０．１３７１／ｊｏｕｒｎａｌ．ｐｏｎｅ．０００６３７４ Ｒｅｉｓｅｒら（２０１０年）Ｊ． Ｃｌｉｎ． Ｉｎｖｅｓｔ． １２０巻：３４２１～３１頁 Ｗｉｌｓｏｎ（２０１１年）Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｃｙｓｔｅｉｎｅ Ｃａｔｈｅｐｓｉｎｓ ｉｎ Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｒｏｔｅｏｌｙｓｉｓ． Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ Ｍａｔｒｉｘ ２巻、２３～５１頁 ＭｏｈａｍｅｄおよびＳｌｏａｎｅ（２００６年）Ｎａｔ． Ｒｅｖ． Ｃａｎｃｅｒ（２００６年）６巻：７６４～７５頁；ＰａｌｅｒｍｏおよびＪｏｙｃｅ（２００８年）Ｔｒｅｎｄｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ． Ｓｃｉ． ２９巻：２２～８頁 Ｃｏｘ（２００９年）Ｃｙｓｔａｔｉｎｓ ａｎｄ ｃａｎｃｅｒ． Ｆｒｏｎｔ． Ｂｉｏｓｃｉ． １４巻：４６３～７４頁 Ｅｄｇｉｎｇｔｏｎら（２０１１年）Ｃｕｒｒ． Ｏｐｉｎ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １５巻：７９８～８０５頁
発明の要約
本発明は、動物プロテアーゼを標的とする化合物、組成物、ならびにその化合物および組成物の使用方法を提供することによって上記およびその他の必要性に対処する。
特に、本発明の一態様によれば、構造式（ＩＩ）：
（式中、Ｄはベンゾインドール色素を含み；
Ｌ１はリンカーであり；
ＡＡ１はアミノ酸側鎖であり；
ＵはＯ、ＮＨまたはＳであり；
Ｒ１は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキルまたは保護基であり、１～３個のＡ基で任意選択で置換されており；
各Ａは、独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルカノイル、アルキルアミノ、アリール、アリールオキシ、アリールアミノ、アラルキル、アラルコキシ、アラルカノイル、アラルカミノ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルコキシ、ヘテロアラルカノイル、ヘテロアラルカミノ、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、シクロアルコキシ、シクロアルカノイル、シクロアルカミノ、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルオキシ、ヘテロシクリルアミノ、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルコキシ、ヘテロシクリルアルカノイル、ヘテロシクリルアルカミノ、ヒドロキシル、チオ、アミノ、アルカノイルアミノ、アロイルアミノ、アラルカノイルアミノ、アルキルカルボキシ、カルボネート、カルバメート、グアニジニル、尿素、ハロ、トリハロメチル、シアノ、ニトロ、ホスホリル、スルホニル、スルホンアミド、またはアジドであり、
Ｌ３はリンカーであり、
Ｑはクエンチャーを含む）
によって表される通りの化合物が提供される。
いくつかの実施形態では、ベンゾインドール色素は、構造：
（式中、ｏは１～４の整数であり；
Ｒ２は、スルホネートまたはカーボネートで必要に応じて置換されたＣ２～Ｃ８アルキル基であり；
各Ｒ３は、独立に、Ｃ１～Ｃ６アルキル基であり；
Ｌ４は必要に応じて置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で必要に応じて置き換えられている）
を有する。
より具体的な実施形態では、ベンゾインドール色素は、構造：
を有する。
構造式（ＩＩ）の化合物のる実施形態では、Ｌ１は、任意選択で置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で任意選択で置き換えられているか、ＡＡ１は、１～３個のＡ基で任意選択で置換された、アラルキルアミノ酸側鎖であるか、ＵはＯであるか、Ｌ３は必要に応じて置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で必要に応じて置き換えられているか、またはＬ３－Ｑは、
（式中、ＲはＱＳＹクエンチャーまたはＱＣ－１クエンチャーを含み；
ｎは１～８の整数である）
である。より具体的には、ＱＳＹクエンチャーは親水性ＱＳＹクエンチャーであってもよいし、スルホ－ＱＳＹクエンチャーであってもよい。いくつかの実施形態では、ＱＣ－１クエンチャーは、構造：
を有する。
他の実施形態では、本発明の化合物は、式（ＩＩＩ）：
（式中、ＲはＱＳＹクエンチャーまたはＱＣ－１クエンチャーを含み；
ｍおよびｎは独立に、１～８の整数であり、Ｒ１、ＡＡ１およびＤは、上で定義される通りである）
を有する。
より具体的には、これらの化合物において、Ｒは
であってよく、Ｄは
であってよい。
さらにより具体的な実施形態では、本化合物は、構造：
を有し得る。
別の態様によれば、本発明は、本開示の化合物および薬学的に許容される担体を含む、動物におけるプロテアーゼの標識化において使用するための組成物を提供する。
別の態様によれば、本発明は、動物におけるプロテアーゼを標識化する方法であって、
本開示の組成物を動物に投与するステップ
を含む方法を提供する。
本発明は、動物における腫瘍を可視化する方法であって、
本開示の組成物を動物に投与するステップ；および
動物において、組成物のカテプシンシステインプロテアーゼとの反応から発生した検出可能なシグナルを測定するステップ
を含み、検出可能なシグナルが動物における腫瘍と関係している、
方法をなおさらに提供する。
具体的な方法の実施形態では、検出可能なシグナルは蛍光シグナルである。具体的な別の方法の実施形態では、蛍光シグナルは腫瘍周辺で発生する。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
式（ＩＩ）

（式中、Ｄはベンゾインドール色素を含み；
Ｌ１はリンカーであり；
ＡＡ１はアミノ酸側鎖であり；
ＵはＯ、ＮＨまたはＳであり；
Ｒ１は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキルまたは保護基であり、１～３個のＡ基で任意選択で置換されており；
各Ａは、独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルカノイル、アルキルアミノ、アリール、アリールオキシ、アリールアミノ、アラルキル、アラルコキシ、アラルカノイル、アラルカミノ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルコキシ、ヘテロアラルカノイル、ヘテロアラルカミノ、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、シクロアルコキシ、シクロアルカノイル、シクロアルカミノ、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルオキシ、ヘテロシクリルアミノ、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルコキシ、ヘテロシクリルアルカノイル、ヘテロシクリルアルカミノ、ヒドロキシル、チオ、アミノ、アルカノイルアミノ、アロイルアミノ、アラルカノイルアミノ、アルキルカルボキシ、カルボネート、カルバメート、グアニジニル、尿素、ハロ、トリハロメチル、シアノ、ニトロ、ホスホリル、スルホニル、スルホンアミド、またはアジドであり、
Ｌ３はリンカーであり、
Ｑはクエンチャーを含む）
を有する、プロテアーゼの標識化において使用するための化合物。
（項目２）
前記ベンゾインドール色素が、構造：

（式中、ｏは１～４の整数であり；
Ｒ２は、スルホネートまたはカーボネートで必要に応じて置換されたＣ２～Ｃ８アルキル基であり；
各Ｒ３は、独立に、Ｃ１～Ｃ６アルキル基であり；
Ｌ４は必要に応じて置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で必要に応じて置き換えられている）
を有する、項目１に記載の化合物。
（項目３）
前記ベンゾインドール色素が、構造：

を有する、項目２に記載の化合物。
（項目４）
Ｌ１が、任意選択で置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で任意選択で置き換えられている、項目１に記載の化合物。
（項目５）
ＡＡ１が、１～３個のＡ基で任意選択で置換された、アラルキルアミノ酸側鎖である、項目１に記載の化合物。
（項目６）
ＵがＯである、項目１に記載の化合物。
（項目７）
Ｌ３が必要に応じて置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で必要に応じて置き換えられている、項目１に記載の化合物。
（項目８）
Ｌ３－Ｑが、

（式中、ＲはＱＳＹクエンチャーまたはＱＣ－１クエンチャーを含み；
ｎは１～８の整数である）
である、項目１に記載の化合物。
（項目９）
前記ＱＳＹクエンチャーが親水性ＱＳＹクエンチャーである、項目８に記載の化合物。（項目１０）
前記親水性ＱＳＹクエンチャーがスルホ－ＱＳＹクエンチャーである、項目９に記載の化合物。
（項目１１）
前記ＱＣ－１クエンチャーが、構造：

を有する、項目８に記載の化合物。
（項目１２）
式（ＩＩＩ）：

（式中、ＲはＱＳＹクエンチャーまたはＱＣ－１クエンチャーを含み；
ｍおよびｎは独立に、１～８の整数である）
を有する、項目１に記載の化合物。
（項目１３）
Ｒが

であり、
Ｄが

である、項目１２に記載の化合物。
（項目１４）
構造：

を有する、項目１３に記載の化合物。
（項目１５）
項目１～１４のいずれか一項に記載の化合物および薬学的に許容される担体を含む、動物におけるプロテアーゼの標識化において使用するための組成物。
（項目１６）
動物におけるプロテアーゼを標識化する方法であって、
項目１５に記載の組成物を前記動物に投与するステップ
を含む方法。
（項目１７）
動物における腫瘍を可視化する方法であって、
項目１５に記載の組成物を前記動物に投与するステップ；および
前記動物において、前記組成物のカテプシンシステインプロテアーゼとの反応から発生した検出可能なシグナルを測定するステップ
を含み、前記検出可能なシグナルが前記動物における腫瘍と関係している、
方法。
（項目１８）
前記検出可能なシグナルが蛍光シグナルである、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記蛍光シグナルが腫瘍周辺で発生する、項目１８に記載の方法。
図１Ａは、ｑＡＢＰのＧＢ１３７（１）およびプローブ２～８の構造である。図１Ｂは、１μＭでの生ＲＡＷ細胞におけるプローブ１～８の標識化プロファイルである。図１Ｃは、生ＲＡＷ細胞におけるプローブ１および８による濃度依存性標識化である。図１Ｄは、５μＭのＧＢ１３７（１）に対する、生ＲＡＷ細胞におけるプローブ１～８の総カテプシン標識化強度である。
図２Ａは、ｐＨ５．５でのプローブ８によるＲＡＷ細胞溶解物の濃度依存性標識化である。図２Ｂは、生ＲＡＷ細胞における０．５μＭのプローブ８での標識化の時間経過である。図２Ｃは、ＪＰＭ－ＯＥｔ（５０μＭ）での前処理による生ＲＡＷ細胞におけるプローブ１および８の標識化の阻害、ならびに血清安定性である。図２Ｄは、１μＭのプローブ８に曝露したＲＡＷ細胞の生細胞蛍光顕微鏡検査（パネルの上列）、およびｌｙｓｏｔｒａｃｋｅｒとの共局在化（パネルの第２列、スケールバー１０μｍ）である。
図３Ａは、プローブ８および１を注射された腫瘍を有するマウスの、非侵襲的光学的画像化の時間経過（右パネル）である。下部パネルは、各時点での最適蛍光コントラストを表す。図３Ｂは、プローブ１または８で処置したマウスについての、時間依存性腫瘍特異的蛍光（腫瘍－バックグラウンド）である（ｎ＝３；データは、平均値±標準誤差を表す）。図３Ｃは、ｅｘ ｖｉｖｏ腫瘍蛍光（上部パネル）、およびゲル中での蛍光スキャニングによって可視化されたＳＤＳ－ＰＡＧＥ後のｉｎ ｖｉｖｏ蛍光標識化タンパク質（下部パネル）である。 図３Ｄは、非侵襲的光学的画像化（３Ａにおいて示す）、ｅｘ ｖｉｖｏ腫瘍画像化およびゲル中での蛍光標識化（３Ｃにおいて示す）のエンドポイントでの蛍光強度である。プローブ１に対する強度を表す（ｎ＝３；データは、平均値±標準誤差を表す）。図３Ｅは、ＣＤ６８免疫染色（中間パネル）および核染色（ＤＡＰＩ－右パネル、スケールバー５０μｍ）を伴う、プローブ８（左パネル）処理腫瘍組織切片の蛍光顕微鏡検査である。図３Ｆは、ＣＤ６８免疫染色（オリジナルでは緑）および核染色（ＤＡＰＩ－オリジナルでは青）を伴う、プローブ８（オリジナルでは赤）処理腫瘍組織切片のＣＬＳＭの３Ｄ再構築である。
図４Ａは、ＢＭＶ１０９（プローブ８）標識化システインカテプシンの免疫沈降である。図４Ｂおよび図４Ｃは、生ＲＡＷ細胞におけるプローブ１～８による濃度依存性標識化である。４Ｂおよび４Ｃにおけるパネルは、それぞれ、同一のゲル上での実行であった。
図５Ａは、プローブ１、２、６または８の注射８時間後の、腫瘍を有するマウスの非侵襲的光学的画像化である。下部パネルは、各時点での最適蛍光コントラストを表す。図５Ｂは、プローブ１、２、６または８で処置したマウスについての、時間依存性腫瘍特異的蛍光（腫瘍－バックグラウンド）である（ｎ＝３；データは、平均値±標準誤差を表す）。 図５Ｃは、ｅｘ ｖｉｖｏ腫瘍蛍光（上部パネル）、およびゲル中での蛍光スキャニングによって可視化されたＳＤＳ－ＰＡＧＥ後のｉｎ ｖｉｖｏ蛍光標識化タンパク質（下部パネル）である。図５Ｄは、非侵襲的光学的画像化（５Ａにおいて示す）、ｅｘ ｖｉｖｏ腫瘍画像化およびゲル中での蛍光標識化（５Ｃにおいて示す）の、エンドポイントの蛍光強度である。プローブ１に対する強度を表す（ｎ＝３；データは、平均値±標準誤差を表す）。 図５Ｅは、ＣＤ６８免疫染色（第２、第３および第４カラム）および核染色（ＤＡＰＩ－第３および第４カラム、スケールバー５０μｍ）を伴う、プローブ８（第１、第３および第４カラム）処理腫瘍組織切片の蛍光顕微鏡検査である。プローブなし対照（中間列パネル）および免疫染色用アイソタイプ対照（下列パネル）を表す。図５Ｆは、プローブ８（Ｃｙ５）およびＣＤ６８（ＦＩＴＣ）に対する共局在化の図である。
図６Ａは、ｉｎ ｖｉｖｏおよびｅｘ ｖｉｖｏデータにおける、ＢＭＶ１０９－ＤｙＬｉｇｈｔ７８０およびＢＭＶ１０９－ＩＣＧ（１０ｎｍｏｌ、２４時間、Ｐｅａｒｌ、ｅｘ／ｅｍ＝７８５／８２０ｎｍ）の比較である。図６Ｂは、様々な濃度（１０ｎｍｏｌ、５０ｎｍｏｌ、１００ｎｍｏｌ、２４時間、Ｐｅａｒｌ、ｅｘ／ｅｍ＝７８５／８２０ｎｍ）のＢＭＶ１０９－Ｄｙｌｉｇｈｔ７８０およびＢＭＶ１０９－ＩＣＧのｅｘ ｖｉｖｏ研究である。
システインカテプシンは、正常細胞生理学および多くのヒト疾患の病理学の両方において、重要な役割を果たすプロテアーゼのファミリーである。したがって、いくつかの基質および活性ベースプローブ（ＡＢＰ）の部類が、これらの酵素の機能を研究するために開発されている。本明細書において、一部の実施形態では、フェノキシメチルケトン（ＰＭＫ）求電子試薬を含む、クエンチされた蛍光活性ベースプローブの部類が提供される。これらの試薬は、先に報告されたＡＢＰと比較して、ｉｎ ｖｉｔｒｏおよびｉｎ ｖｉｖｏ標識化特性の劇的な改善をもたらす、システインカテプシンに対する増強された広い反応性を示す。さらに、プローブは、本明細書において、前例のないシグナル強度およびコントラストで、マウス中の腫瘍を強調することが実証される。これらの新たな試薬は、ヒト疾患の多様なモデルにおいて、生物、組織、細胞およびタンパク質レベルに対するシステインカテプシンの研究を可能にする。このような試薬の例は、その全体について参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１４／１４５２５７に記載されている。
化合物
したがって、一部の態様では、本開示は、プロテアーゼ酵素、特に、カテプシンの標識化における使用のための新規な化合物を提供する。本開示の化合物は、式（Ｉ）：
（式中、
Ｌは、エーテル結合脱離要素であり；
Ｔは、標的要素であり；
Ｄは、検出可能な要素である）
の化合物であり得る。
本化合物の標的要素Ｔは、ペプチド性または非ペプチド性構造であってよく、好ましくは、化合物を、システインプロテアーゼに対して標的とする。
これらの目的のために、本化合物内に有用に組み込まれる非ペプチド性構造要素の非限定的な例は、その全体について参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／１１８７１５に記載されている。好ましい実施形態では、非ペプチド性標的要素は、トリアゾール構造を含む。
非ペプチド性標的要素を有する本発明の化合物の具体的な例は、
である。
化合物を、システインプロテアーゼ、特に、システインカテプシンに標的化する（ｔａｒｇｅｔｉｎｇ）ために、本化合物内に有用に組み込まれ得るペプチド性構造要素の非限定的な例は、その全体について参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２００９／１２４２６５に記載されている。
本化合物のいくつかの実施形態では、Ｄ－Ｔ－は、
（式中、
Ｌ１はリンカーであり；
ＡＡ１はアミノ酸側鎖であり；
ＵはＯ、ＮまたはＳであり；
Ｒ１は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アラルキル、ヘテロアリール、ヘテロアラルキル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキルまたは保護基であり、１～３個のＡ基で任意選択で置換されており；
各Ａは、独立にアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルカノイル、アルキルアミノ、アリール、アリールオキシ、アリールアミノ、アラルキル、アラルコキシ、アラルカノイル、アラルカミノ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールアミノ、ヘテロアラルキル、ヘテロアラルコキシ、ヘテロアラルカノイル、ヘテロアラルカミノ、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、シクロアルコキシ、シクロアルカノイル、シクロアルカミノ、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルオキシ、ヘテロシクリルアミノ、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロシクリルアルコキシ、ヘテロシクリルアルカノイル、ヘテロシクリルアルカミノ、ヒドロキシル、チオ、アミノ、アルカノイルアミノ、アロイルアミノ、アラルカノイルアミノ、アルキルカルボキシ、カルボネート、カルバメート、グアニジニル、尿素、ハロ、トリハロメチル、シアノ、ニトロ、ホスホリル、スルホニル、スルホンアミド、またはアジドである）
である。
本明細書で使用する場合、「アルキル」という用語は、直鎖状アルキル基、分枝鎖状アルキル基、シクロアルキル（脂環式）基、アルキル置換シクロアルキル基およびシクロアルキル置換アルキル基を含む飽和脂肪族基のラジカルを指す。いくつかの実施形態では、直鎖状または分枝鎖状アルキルは、その主鎖（例えば、直鎖についてはＣ１～Ｃ３０、分枝鎖についてはＣ３～Ｃ３０）中に３０個またはそれ未満、より具体的には、２０個またはそれ未満の炭素原子を有する。同様に、いくつかのシクロアルキルはそれらの環構造中に３～１０個の炭素原子を有し、より具体的には、環構造中に５、６または７個の炭素を有する。
さらに、本明細書、実施例および特許請求の範囲を通して使用される「アルキル」（または「低級アルキル」）という用語は、「非置換アルキル」と「置換アルキル」との両方を含むことを意図し、その後者は、炭化水素主鎖の１つまたは複数の炭素上の水素を置き換える置換基を有するアルキル部分を指す。そのような置換基は、例えば、ハロ、ヒドロキシル、カルボニル（ケト、カルボキシ、アルコキシカルボニル、ホルミルまたはアシルなど）、チオカルボニル（チオエステル、チオアセテートまたはチオホルメートなど）、アルコキシル、ホスホリル、ホスフェート、ホスホネート、ホスフィネート、アミノ、アミド、アミジン、イミン、シアノ、ニトロ、アジド、チオ、アルキルチオ、サルフェート、スルホネート、スルファモイル、スルホンアミド、スルホニル、ヘテロシクリル、アラルキルまたは芳香族もしくはヘテロ芳香族部分を含むことができる。炭化水素鎖上で置換されている部分は、適切な場合、それら自体置換されていてよいことを当業者は理解する。例えば、置換アルキルの置換基は、置換または非置換形態のアミノ、アジド、イミノ、アミド、ホスホリル（ホスホネートおよびホスフィネートを含む）、スルホニル（サルフェート、スルホンアミド、スルファモイルおよびスルホネートを含む）およびシリル基ならびにエーテル、アルキルチオ、カルボニル（ケトン、アルデヒド、カルボキシレートおよびエステルを含む）、－ＣＦ３、－ＣＮなどを含むことができる。例示的な置換アルキルを以下で説明する。シクロアルキルは、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルキルチオ、アミノアルキル、カルボニル置換アルキル、－ＣＦ３、－ＣＮなどでさらに置換されていてよい。
本明細書で使用する場合、「アルコキシ」という用語は、アルキル基、ある種の特定の実施形態では、それと結合した酸素を有する低級アルキル基を指す。代表的なアルコキシ基には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ｔ－ブトキシなどが含まれる。
本明細書で使用される場合、「アルケニル」という用語は、少なくとも１つの二重結合を含む脂肪族基を指し、「非置換アルケニル」と「置換アルケニル」の両方を含むことを意図し、その後者は、アルケニル基の１つまたは複数の炭素上の水素を置き換える置換基を有するアルケニル部分を指す。そのような置換基は、１つまたは複数の二重結合中に含まれるかまたは含まれない１つまたは複数の炭素上に現れ得る。さらに、そのような置換基は、安定性が妨げられる場合を除いて、上記で論じたアルキル基について考えられるものすべてを含む。例えば、１つまたは複数のアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリール基によるアルケニル基の置換が考えられる。
アシル、アシルオキシ、アルキル、アルケニル、アルキニルまたはアルコキシなどの化学的部分と一緒に使用される場合、「Ｃｘ～ｙ」という用語は、鎖中にｘ～ｙ個の炭素を含む基を含むことを意味する。例えば、「Ｃｘ～ｙ－アルキル」という用語は、ハロアルキル基、例えばトリフルオロメチルおよび２，２，２－トリフルオロエチル等を含む、鎖中にｘ～ｙ個の炭素を含む直鎖状アルキルおよび分枝鎖状アルキル基を含む置換または非置換の飽和炭化水素基を指す。「Ｃ０－アルキル」は、基が末端位置にある場合、水素を示す、または内部にある場合、結合である。「Ｃ２～ｙ－アルケニル」および「Ｃ２～ｙ－アルキニル」という用語は、長さが類似しており、上記アルキルへの置換が可能であるが、それぞれ少なくとも１つの二重または三重結合を含む置換または非置換の不飽和脂肪族基を指す。
本明細書で使用される場合、「アルキルアミノ」という用語は、少なくとも１つのアルキル基で置換されたアミノ基を指す。
本明細書で使用される場合、「アルキルチオ」という用語は、アルキル基で置換されたチオール基を指し、一般式アルキル－Ｓ－によって表すことができる。
本明細書で使用される場合、「アルキニル」という用語は、少なくとも１つの三重結合を含む脂肪族基を指し、「非置換アルキニル」と「置換アルキニル」の両方を含むことを意図し、その後者は、アルキニル基の１つまたは複数の炭素上の水素を置き換える置換基を有するアルキニル部分を指す。そのような置換基は、１つまたは複数の三重結合中に含まれるかまたは含まれない１つまたは複数の炭素上に現れ得る。さらに、そのような置換基は、安定性が妨げられる場合を除いて、上記で論じたアルキル基について考えられるものすべてを含む。例えば、１つもしくは複数のアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリール基によるアルキニル基の置換が考えられる。
本明細書で使用される場合、「アミド」という用語は基
（式中、ＲｘおよびＲｙはそれぞれ独立に、水素もしくはヒドロカルビル基を表すか、またはＲｘおよびＲｙは、それらが結合しているＮ原子と一緒になって環構造中に４～８個の原子を有する複素環を完成している）
を指す。
「アミン」および「アミノ」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、非置換アミンおよび置換アミンとその塩との両方、例えば
（式中、Ｒｘ、ＲｙおよびＲｚはそれぞれ独立に、水素もしくはヒドロカルビル基を表すか、またはＲｘおよびＲｙは、それらが結合しているＮ原子と一緒になって環構造中に４～８個の原子を有する複素環を完成している）
によって表すことができる部分を指す。
本明細書で使用される場合、「アミノアルキル」という用語は、アミノ基で置換されたアルキル基を指す。
本明細書で使用される場合、「アラルキル」という用語は、アリール基で置換されたアルキル基を指す。
本明細書で使用される「アリール」という用語は、環の各原子が炭素である置換または非置換の単環芳香族基を含む。ある特定の実施形態では、その環は５～７員環であり、より具体的な実施形態では、６員環である。「アリール」という用語は、２つまたはそれ超の環状環を有する多環式環系であって、２つまたはそれ超の炭素が、２つの隣接環で共有されており、その環のうちの少なくとも１つが芳香族であり、例えばその他の環状環がシクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリールおよび／またはヘテロシクリルであり得る、多環式環系も含む。アリール基は、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フェノール、アニリンなどを含む。
「カルバメート」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、基
（式中、ＲｘおよびＲｙは独立に、水素もしくはヒドロカルビル基を表すか、またはＲｘおよびＲｙは、それらが結合している原子と一緒になって環構造中に４～８個の原子を有する複素環を完成している）
を指す。
本明細書で使用される場合、「シクロアルキル」という用語は、環の各原子が炭素である非芳香族の飽和または不飽和環を指す。ある特定の実施形態では、シクロアルキル環は３～１０個の原子、より具体的な実施形態では５～７個の原子を含む。
「カーボネート」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、基－ＯＣＯ２－Ｒｘを指し、式中、Ｒｘはヒドロカルビル基を表す。
本明細書で使用される場合、「カルボキシ」という用語は、式－ＣＯ２Ｈによって表される基を指す。
本明細書で使用される場合、「エステル」という用語は、基－Ｃ（Ｏ）ＯＲｘを指し、式中、Ｒｘはヒドロカルビル基を表す。
本明細書で使用される場合、「エーテル」という用語は、酸素を介して別のヒドロカルビル基と結合しているヒドロカルビル基を指す。したがって、ヒドロカルビル基のエーテル置換基はヒドロカルビル－Ｏ－であってよい。エーテルは、対称性であっても非対称性であってもよい。エーテルの例には、これらに限定されないが、複素環－Ｏ－複素環およびアリール－Ｏ－複素環が含まれる。エーテルには、一般式アルキル－Ｏ－アルキルによって表され得る「アルコキシアルキル」基が含まれる。
「グアニジニル」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、一般式
（式中、ＲｘおよびＲｙは独立に、水素またはヒドロカルビルを表す）
によって表すことができる。
本明細書で使用される、「ハロ」および「ハロゲン」という用語は、ハロゲンを意味し、クロロ、フルオロ、ブロモおよびヨードを含む。
本明細書で使用される場合、「ヘタラルキル」および「ヘテロアラルキル」という用語は、ヘタリル基で置換されたアルキル基を指す。
「ヘテロアリール」および「ヘタリル」という用語は、置換または非置換の芳香族単環構造、ある種の特定の実施形態では、５～７員環、より具体的には５～６員環を含み、それらの環構造は、少なくとも１個のヘテロ原子、いくつかの実施形態では、１～４個のヘテロ原子、より具体的な実施形態では、１または２個のヘテロ原子を含む。「ヘテロアリール」および「ヘタリル」という用語は、２つまたはそれ超の環状環を有する多環式環系であって、２つまたはそれ超の炭素が、２つの隣接環で共有されており、その環のうちの少なくとも１つがヘテロ芳香族であり、例えばその他の環状環がシクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリールおよび／またはヘテロシクリルであり得る、多環式環系も含む。ヘテロアリール基には、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジンおよびピリミジンなどが含まれる。
本明細書で使用される「ヘテロ原子」という用語は、炭素または水素以外の任意の元素の原子を意味する。典型的なヘテロ原子は、窒素、酸素および硫黄である。
「ヘテロシクリル」、「複素環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅ）」および「複素環式（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ）
」という用語は、置換または非置換の非芳香族環構造、ある特定の実施形態では３～１０員環、より具体的には３～７員環を指し、それらの環構造は、少なくとも１個のヘテロ原子、いくつかの実施形態では１～４個のヘテロ原子、より具体的な実施形態では１または２個のヘテロ原子を含む。「ヘテロシクリル」および「複素環式」という用語は、２つまたはそれ超の環状環を有する多環式環系であって、２つまたはそれ超の炭素が、２つの隣接環で共有されており、その環のうちの少なくとも１つが複素環式であり、例えばその他の環状環がシクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリールおよび／またはヘテロシクリルであり得る、多環式環系も含む。ヘテロシクリル基には、例えばピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、モルホリン、ラクトン、ラクタムなどが含まれる。
本明細書で使用される場合、「ヘテロシクリルアルキル」という用語は、複素環基で置換されたアルキル基を指す。
本明細書で使用される場合、「ヒドロカルビル」という用語は、＝Ｏまたは＝Ｓ置換基を有していない炭素原子を介して結合されており、一般に少なくとも１つの炭素－水素結合および主に炭素の主鎖を有するが、任意選択でヘテロ原子を含んでよい基を指す。したがって、メチル、エトキシエチル、２－ピリジルおよびトリフルオロメチルのような基は、本明細書での目的のためにヒドロカルビルであると見なされるが、アセチル（これは結合炭素上に＝Ｏ置換基を有する）およびエトキシ（これは炭素ではなく酸素を介して結合している）などの置換基はヒドロカルビルであると見なされない。ヒドロカルビル基には、これらに限定されないが、アリール、ヘテロアリール、炭素環、複素環、アルキル、アルケニル、アルキニルおよびそれらの組合せが含まれる。
本明細書で使用される場合、「ヒドロキシアルキル」という用語は、ヒドロキシ基で置換されたアルキル基を指す。
「低級（ｌｏｗｅｒ）」という用語は、アシル、アシルオキシ、アルキル、アルケニル、ア
ルキニルまたはアルコキシなどの化学的部分と一緒に使用される場合、その置換基中に１０個またはそれ未満、ある特定の実施形態では、６個またはそれ未満の非水素原子がある基を含むことを意味する。「低級アルキル」は、例えば１０個またはそれ未満の炭素原子、特定の実施形態では、６個またはそれ未満の炭素原子を含むアルキル基を指す。ある特定の実施形態では、本明細書で定義されるアシル、アシルオキシ、アルキル、アルケニル、アルキニルおよびアルコキシ置換基は、それらが単独で現れても、または、ヒドロキシアルキルおよびアラルキルといった記載などの他の置換基との組合せで現れても（その場合、例えば、アルキル置換基中の炭素原子をカウントする場合、アリール基中の原子はカウントされない）、それぞれ、低級アシル、低級アシルオキシ、低級アルキル、低級アルケニル、低級アルキニルおよび低級アルコキシである。
「ポリシクリル」、「多環（ｐｏｌｙｃｙｃｌｅ）」および「多環式（ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ）」という用
語は、２個またはそれ超の原子が２つの隣接環と共有されている２つまたはそれ超の環（例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリールおよび／またはヘテロシクリル）を指し、例えば、その環は「縮合環」である。多環の環のそれぞれは、置換されていても置換されていなくてもよい。ある特定の実施形態では、多環のそれぞれの環は、その環中に３～１０個、より具体的には５～７個の原子を含む。
「置換（された）（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ）」という用語は、主鎖の１つまたは複数の炭素上の
水素を置き換える置換基を有する部分を指す。「置換」または「～で置換された（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ｗｉｔｈ）」とは、このような置換が、置換される原子および置換基の許容される原
子価に従っており、その置換が、安定な化合物、例えばその化合物が使用されることになる条件下で転位、環化、脱離等などによって自発的に変換を受けない化合物をもたらすという暗黙の条件を含むことが理解される。本明細書で使用する場合、「置換された（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ）」という用語は、有機化合物のすべての許容される置換基を含むものと考えら
れる。広い態様では、許容される置換基は、有機化合物の非環式および環式、分枝状および非分枝状、炭素環式および複素環式、芳香族および非芳香族置換基を含む。許容される置換基は、適切な有機化合物について、１つであっても複数であっても、また、同じであっても異なっていてもよい。本発明の目的のため、窒素などのヘテロ原子は、水素置換基および／またはヘテロ原子の原子価を充足する本明細書で説明する有機化合物の任意の許容される置換基を有することができる。置換基は、本明細書で説明する任意の置換基、例えばハロゲン、ヒドロキシル、カルボニル（ケト、カルボキシ、アルコキシカルボニル、ホルミルまたはアシルなど）、チオカルボニル（チオエステル、チオアセテートまたはチオホルメートなど）、アルコキシル、ホスホリル、ホスフェート、ホスホネート、ホスフィネート、アミノ、アミド、アミジン、イミン、シアノ、ニトロ、アジド、スルフヒドリル、アルキルチオ、サルフェート、スルホネート、スルファモイル、スルホンアミド、スルホニル、ヘテロシクリル、アラルキルまたは芳香族もしくはヘテロ芳香族部分を含むことができる。炭化水素鎖上で置換されている部分は、適切な場合、それら自体置換されていてよいことを当業者は理解する。
「非置換（ｕｎｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ）」と特に記載されていない限り、本明細書での化学的部分への参照は、置換された変形体を含むものと理解すべきである。例えば、「アリール」基または部分への参照は、暗黙のうちに、置換変形体と非置換変形体との両方を含む。
「サルフェート」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、基－ＯＳＯ３Ｈまたは薬学的に許容されるその塩を指す。
「スルホンアミド」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、一般式
（式中、ＲｘおよびＲｙは独立に、水素またはヒドロカルビルを表す）
によって表される基を指す。
「スルホキシド」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、基－Ｓ（Ｏ）－Ｒｘを指し、式中、Ｒｘはヒドロカルビルを表す。
「スルホ」または「スルホネート」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、基－ＳＯ３Ｈまたは薬学的に許容されるその塩を指す。
「スルホン」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、基－Ｓ（Ｏ）２－Ｒｘを指し、式中、Ｒｘはヒドロカルビルを表す。
本明細書で使用される場合、「チオアルキル」という用語は、チオール基で置換されたアルキル基を指す。
本明細書で使用される場合、「チオエステル」という用語は、基－Ｃ（Ｏ）ＳＲｘまたは－ＳＣ（Ｏ）Ｒｘを指し、式中、Ｒｘはヒドロカルビルを表す。
本明細書で使用される場合、「チオエーテル」という用語は、酸素が硫黄で置き換えられているエーテルと同等である。
「尿素」という用語は、当技術分野で認識されているものであり、一般式
（式中、ＲｘおよびＲｙは独立に、水素またはヒドロカルビルを表す）
によって表され得る。
本発明の化合物は、一般に、標準的な合成化学技術を使用して、例えば以下の実施例の部で説明される方法を使用して合成される。他の有用な合成技術は、例えばＭａｒｃｈ’ｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ， Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ， ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、第７版、（Ｗｉｌｅｙ、２０１３年）；ＣａｒｅｙおよびＳｕｎｄｂｅｒｇ、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第４版、ＡおよびＢ巻（Ｐｌｅｎｕｍ ２０００、２００１年）；Ｆｉｅｓｅｒｓ’ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、１～２７巻（Ｗｉｌｅｙ、２０１３年）；Ｒｏｄｄ’ｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１～５巻および補足（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９８９年）；Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ、１～８１巻（Ｗｉｌｅｙ、２０１３年）；ならびにＬａｒｏｃｋ’ｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ（ＶＣＨ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ Ｉｎｃ．、１９８９年）（これらのすべてが、それらの全体について参照により組み込まれる）に記載されている。これらの化合物は、通常、一般に商業的供給業者から入手できるか、または当業者に周知の方法を使用して容易に調製される出発材料を使用して合成される。例えば、Ｆｉｅｓｅｒｓ’ Ｒｅａｇｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、１～２７巻（Ｗｉｌｅｙ、２０１３年）、または補足を含むＢｅｉｌｓｔｅｉｎｓ Ｈａｎｄｂｕｃｈ
ｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ、第４版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ、Ｂｅｒｌｉｎを参照されたい。
本発明の化合物の成分を参照する場合、「～から誘導される残基（ｒｅｓｉｄｕｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ）」という用語は、第１の成分上の第１の反応性官能基と第２の成分上の第２の反応性官能基が反応して共有結合を形成することによって形成される残基を説明するために使用され得る。例示的な実施形態では、第１の成分上のアミン基は、第２の成分上の活性化されたカルボキシル基と反応して、１つまたは複数のアミド部分を含む残基を形成することができる。第１および第２の反応性官能基の他の並べ替えは本発明によって包含される。例えば、アジド置換された第１の成分とアルキン置換された第２の成分の、銅触媒による反応または銅を含まない反応は、当業者によって理解される周知の「クリック」反応を介して、トリアゾール含有残基をもたらす。Ｋｏｌｂら、（２００１年）Ａｎｇｅｗ． Ｃｈｅｍ． Ｉｎｔ． Ｅｄ． Ｅｎｇｌ． ４０巻：２００４年；Ｅｖａｎｓ（２００７年）Ａｕｓ． Ｊ． Ｃｈｅｍ． ６０巻：３８４頁を参照されたい。「クリック」反応を使用して非ペプチド性蛍光画像化プローブを作りだす例示的な方法が、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／１１８７１５に提供されている。本特許請求の範囲の化合物を生成または修飾するためにこれらの方法を適合させることは、当技術分野の技術の範囲内である。
当業者は、保護基は、分子の所望位置に可逆的に結合して、その位置での他の薬剤の反応を制御することを理解している。本発明の実施において有用な保護基は、当技術分野において周知である。例えばＰ．Ｇ．Ｍ． ＷｕｔｓおよびＴ．Ｗ． ＧｒｅｅｎｅによるＧｒｅｅｎｅ’ｓ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、第４版（Ｗｉｌｅｙ－Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、２００６年）；およびＰ． ＫｏｃｉｅｎｓｋｉによるＰｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐｓ（Ｔｈｉｅｍｅ、２００５年）を参照されたい。
本化合物のＬ１基は、検出可能な要素Ｄを標的要素と連結するリンカー基である。この基は、当業者によりが理解されているように、任意の適切なリンカーであってよい。Ｌ１基は好ましくはアルキルリンカー基であり、そのアルキルリンカーは任意選択で置換されており、さらに、そのリンカー中の炭素は、得られる構造が化学的に安定である程度まで、ヘテロ原子によって任意選択で置き換えられている。このような置換および置き換えは、リンカー中の介在基に、エーテル、チオエーテル、ジスルフィド、エステル、アミド、カルボネート、カルバメートなどを含むものと理解すべきである。好ましいリンカーは、５～４０個の結合の長さに及び、分枝状、直鎖状であるか、または環を含んでよい。リンカーは、いくつかの場合、二重結合を含み得る。これらは、具体的な要件に応じて、所望の通りに疎水性であっても親水性であってもよい。
Ｌ１基と検出可能な要素Ｄとの間の連結は、当業者により理解されるような任意の適切な化学的連結であってよいことをさらに理解すべきである。例えば、本化合物は、いくつかの場合、検出可能な要素前駆体中に、例えばアミノ基、チオール基などの特定の化学基と反応性の部分を含めることによって好都合に調製することができる。検出可能な要素は、そのような状況で、標的要素上のこの基の反応を介して標的要素と容易に結合させることができる。したがって、連結の構造的詳細がはっきりと示されていないとしても、これらの種類の結合は、開示された化合物の範囲内であると理解される。
本化合物のＡＡ１基は、当業者により理解されるように、独立に任意の天然もしくは非天然のアミノ酸側鎖であってよい。好ましい実施形態では、ＡＡ１基はアラルキルアミノ酸側鎖であり、１～３個のＡ基で任意選択で置換されている。さらにより好ましい実施形態では、ＡＡ１基はフェニルアラニン側鎖である。
好ましい本化合物では、Ｕ基はＯである。
本化合物の検出可能な要素は、特定の実施形態では、蛍光標識、放射性標識、キレーターなどである。これらの化合物で使用するのに適した放射性標識およびキレーターの例は、ＰＣＴ国際公開番号２００９／１２４２６５に記載されている。
本化合物の好ましい実施形態では、検出可能な要素は蛍光標識である。当業者に公知であるように、入射電磁放射線の吸収により刺激された場合、蛍光標識は、電磁放射線、好ましくは可視光を発する。標識を、例えばアミノ基、チオール基などの反応基に結合させるのに有用な反応性部分を有する標識を含む様々な蛍光標識が市販されている。例えば、その全体が参考として本明細書に援用されるＴｈｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ（Ｒ） Ｈａｎｄｂｏｏｋ－Ａ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｐｒｏｂｅｓ ａｎｄ Ｌａｂｅｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓを参照されたい。
蛍光標識の例は、免疫蛍光標識化において広範に使用されているフルオレセインである。フルオレセインは、４９５ナノメートルで吸収極大を有するキサンテン色素である。関連するフルオロフォアは、オレゴングリーン、フルオレセインのフッ素化誘導体である。
いくつかの実施形態では、本発明の化合物の検出可能な要素において使用される蛍光標識は、ｐＨ依存性のフルオロフォアであってよい。例えば、下で示される「ＬＥＳ１２」および「ＬＥＳ１３」と標識された化合物において使用されるようなこのような蛍光標識は、当業者により理解されるように、標識の環境のｐＨに依存する蛍光スペクトルを示し、したがって、反応後の標識の環境についての情報、例えば、反応性化合物によって標識化されたプロテアーゼの位置または種類についての情報を報告するのに有用であり得る。本化合物の検出可能な要素に有用に含められる種々の標識のｐＨ依存性の蛍光は周知である。例えば、Ｔｈｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ（Ｒ） Ｈａｎｄｂｏｏｋ－Ａ
Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｐｒｏｂｅｓ ａｎｄ Ｌａｂｅｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓを参照されたい。
本化合物で使用するのに適した他の例示的な蛍光標識は、ボラ－ジアザ－インデセン、ローダミンおよびシアニン色素である。特に、ボラ－ジアザ－インデセン色素は、４，４－ジフルオロ－４－ボラ－３ａ，４ａ－ジアザ－ｓ－インダセンによって表され、ＢＯＤＩＰＹ（登録商標）色素として公知である。これらの色素の種々の誘導体が公知であり、本開示の化合物における検出可能な要素として使用するのに適していると考えられる。例えばＣｈｅｎら、（２０００年）Ｊ． Ｏｒｇ． Ｃｈｅｍ． ６５巻：２９００～２９０６頁を参照さ
れたい。
本発明の化合物において有用に利用される蛍光標識の別の部類は、Ｌｉ－Ｃｏｒ（ｗｗｗ．ｌｉｃｏｒ．ｃｏｍ）から入手することができるＩＲＤｙｅ赤外色素である。これらの色素の非限定的な例はＩＲＤｙｅ８００ＣＷ、ＩＲＤｙｅ６８０ＲＤ、ＩＲＤｙｅ６８０ＬＴ、ＩＲＤｙｅ７５０、ＩＲＤｙｅ７００ＤＸ、ＩＲＤｙｅ８００ＲＳおよびＩＲＤｙｅ６５０である。
ローダミン色素は、ローダミン環構造をベースとした色素の部類である。ローダミンには、とりわけ、タンパク質コンジュゲート、特に抗体およびアビジンコンジュゲートを調製するための非常に一般的なフルオロフォアであるテトラメチルローダミン（ＴＭＲ）、ならびにオリゴヌクレオチド標識化および自動核酸配列決定に一般に使用される色素であるカルボキシテトラメチル－ローダミン（ＴＡＭＲＡ）が含まれる。ローダミンは、より長い波長の発光極大を提供し、したがって多色標識化または染色のための機会を開く、フルオレセインベースのフルオロフォアへの天然の補助剤として確立されている。
Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ色素として公知のフルオロフォアのスルホン化されたローダミンシリーズも、ローダミン色素のグループに含められる。最新のフルオロフォア技術における劇的な進歩は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓによって導入されたＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ色素によって例示される。これらのスルホン化されたローダミン誘導体は、スペクトル的に類似したプローブより、強い蛍光発光に対してより高い量子収量を示し、高い光安定性、一般的なレーザー線に適合した吸収スペクトル、ｐＨ非感受性および高度の水溶性を含むいくつかの追加的な改善された特徴を有している。
シアニン色素は、様々な炭素数のポリアルケン架橋を介して連結されている２つ芳香族単位を有する、部分飽和のインドール窒素複素環式核をベースとした、関連する色素のファミリー、Ｃｙ２、Ｃｙ３、Ｃｙ５、Ｃｙ７およびそれらの誘導体に相当する。これらのプローブは、フルオレセインおよびテトラメチルローダミンなどの伝統的な色素の多くと類似した蛍光励起および発光プロファイルを示すが、高い水溶性、光安定性およびより高い量子収量を有している。シアニン色素の大部分は、これらの伝統的な同等物より環境的に安定であり、これらの蛍光発光強度を、ｐＨおよび有機封入剤に対し、より低感度にする。Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒと同様の仕方で、合成色素のＣｙシリーズの励起波長は、一般的なレーザーおよびアーク放電源での使用に対して特異的に調整され、その蛍光発光は、従来のフィルターの組合せで検出することができる。シアニン色素は、反応性色素またはフルオロフォアとして容易に入手することができる。シアニン色素は、一般に、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒファミリーのメンバーより広い吸収スペクトルを有しており、このことは、これらの色素を、共焦点顕微鏡検査のためのレーザー励起源の選択において、幾分かより融通の利くものにしている。
好ましい実施形態では、本化合物の検出可能な要素はシアニン色素、Ｃｙ５である。
一部の実施形態では、検出可能な要素は、インドシアニングリーン（「ＩＣＧ」）またはインドシアニングリーンの残基：
などのベンゾインドール色素を含む。インドシアニングリーンは、様々な医療診断用途において、例えば、ある特定の心臓、肝臓、眼および循環の状態の監視ならびに画像化において、使用される。有利には、インドシアニングリーンおよび関連する化合物は、近赤外領域の吸収および発光スペクトルを示す。例えば、ＩＣＧは、主に６００ｎｍ～９００ｎｍの間で吸光し、主に７５０ｎｍ～９５０ｎｍの間で発光する。このような波長は、生物組織を貫通することができ、そのため、ＩＣＧおよび関連する化合物を使用してこれらの組織の画像化を可能にする。さらに、医療診断研究におけるＩＣＧの長期間および広範な使用は、これらの化合物の生体適合性を証拠付ける。
したがって、一部の実施形態では、検出可能な要素は、構造：
（式中、ｏは１～４の整数であり；
Ｒ２は、スルホネートまたはカーボネートで必要に応じて置換されたＣ２～Ｃ８アルキル基であり；
各Ｒ３は、独立に、Ｃ１～Ｃ６アルキル基であり；
Ｌ４は必要に応じて置換されたアルキルリンカーであり、各炭素原子はヘテロ原子で必要に応じて置き換えられている）
を有するベンゾインドール色素を含む。
より具体的には、ベンゾインドール色素は、構造：
を有し得る。ベンゾインドール含有色素は、例えば、Ｚｈａｎｇら（２００５年）Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ． ２００５年：５８８７頁（ＤＯＩ：１０．１０３９／ｂ５１２３１５ａ）に記載のようにして合成することができる。例えば、米国特許出願公開第２００９／０２１４４３６Ａ１号も参照されたい。
一部の実施形態では、Ｌ４は必要に応じて置換されたアルキルリンカーであり得、各炭素原子はヘテロ原子で必要に応じて置き換えられている。
いくつかの実施形態では、本発明の化合物の検出可能な要素中に、多重の蛍光標識、放射性標識、キレーターなどを含むことは、有益である可能性がある。例えば、以下で「ＬＥＳ１２」および「ＬＥＳ１３」で標識化された例示的な化合物は、単一の検出可能な要素内に２つの異なる蛍光標識を含む。このような多重の標識化は、当業者により理解されるような慣行的カップリング化学を使用して達成することができる。例えば、「ＬＥＳ１２」および「ＬＥＳ１３」化合物中の蛍光標識は、「クリック」化学を使用して連結された。検出可能な要素内に複数の標識を含む化合物の、「クリック」化学による合成における有用な中間体化合物の例を以下に示す（「ＷＬ９３８」）。この化合物はアジド基を含み、したがって、「クリック」反応において適切なアルキン含有試薬と容易に反応し得る。アルキン基およびアジド基の位置はまた、当業者によって理解されるように、所望により、逆であってよい。
本化合物のエーテル結合脱離要素Ｌは、それらの標的酵素活性部位との本化合物の反応性に影響を与え、特定の酵素に標的化する特異性にも影響を与え得る。これらの化合物中の脱離要素のエーテル結合は、アシルオキシメチルケトン（ＡＯＭＫ）などの他の活性ベースプローブのエステル結合と対照的である。例えば、フェノールエーテル結合脱離要素などのエーテル結合脱離要素は、エステル結合プローブまたは他の種類のプローブよりも、ｉｎ ｖｉｖｏでの改善された安定性を提供し得る。
一部の実施形態では、本化合物のエーテル結合脱離要素はクエンチャーを含む。「クエンチャー」という用語は、フルオロフォアの発光を調節する化学エンティティーを指す。いくつかの場合、クエンチャーは、それ自体、蛍光がクエンチングしている標識と異なる特徴的波長で蛍光を発する蛍光分子であり得る。したがって、フルオロフォアは、別の色素と適切に結合された場合、クエンチャーとして作用することができ、その逆も可能である。これらの状況において、ドナー標識の波長と異なる波長のアクセプター分子からの蛍光の増大は、標識化された化合物の、例えば標的酵素の活性部位などの環境との相互作用を別個に報告し得る。いくつかの場合、クエンチャーはそれ自体蛍光を発しない（すなわち、クエンチャーは「ダークアクセプター」である）。このようなクエンチャーには、例えばｄａｂｃｙｌ、メチルレッド、ＱＳＹジアリールローダミン色素などが含まれる。特に、ｄａｂｃｙｌ（４－ジメチルアミノ－フェニルアゾ）安息香酸）は、ＤＮＡ検出のための「分子ビーコン」などの、多くのアッセイにおいて広く使用される一般的なダーククエンチャーである。米国特許第５，９８９，８２３号。「ブラックホールクエンチャー」と称されるＢＨＱシリーズのジアゾ色素は、多くのフルオロフォアの発光と十分に重なる広範囲の吸収を提供する。ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ０１／８６００１。Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＰｒｏｂｅｓからのＱＳＹシリーズ色素は、多くのバイオアッセイにおいてクエンチング試薬として幅広く使用されているダーククエンチャー色素の別の例である。米国特許第６，３９９，３９２号。
特にＱＳＹ７は、非蛍光性ジアリールローダミン誘導体である。米国特許出願公開第２００５／００１４１６０号。ＱＳＹ２１は、可視スペクトルにおいて強い吸収を有する非蛍光ジアリールローダミン発色団であり、効果的な蛍光クエンチャーである。フルオロフォア／クエンチャー対が、米国特許出願公開第２００４／０２４１６７９号にさらに例示されている。
ＩＲＤｙｅ ＱＣ－１（Ｌｉ－Ｃｏｒから入手可能）は、本化合物でのクエンチャーとして使用するのに適した非蛍光性色素の別の例である。これは、可視領域から近赤外までの波長の範囲のものを含む広範囲のフルオロフォアからの蛍光を効率的にクエンチする。
本化合物の一部の実施形態では、脱離基要素、ＬはＬ２－Ｌ３－Ｑ（式中、Ｌ２はフェノキシ基であり、Ｌ３はリンカーであり、Ｑはクエンチャーを含む）である。脱離基要素は、例えば、
（式中、各Ｙは独立に、電子求引基または水素である）
であり得る。このような化合物において、各Ｙは独立に、ハロゲンまたは水素であり得る。具体的な化合物において、Ｌ基は、例えば、
である。
上記の脱離要素のＬ３リンカー基は、当業者によって理解されるように、任意の好適なリンカーであり得る。特に、Ｌ３リンカー基は、例えば、上記のＬ１基であり得る。
他の具体的な化合物において、Ｌ基は、例えば、
（式中、ＲはＱＳＹクエンチャーを含み、ｎは１～８の整数である）
である。具体的な実施形態では、ＱＳＹクエンチャーは、例えば、スルホ－ＱＳＹクエンチャーなどの親水性クエンチャーである。
一部の具体的な実施形態では、本開示の化合物は式（ＩＩ）：
の構造を有する。
一部の実施形態では、Ｌ３－Ｑは、
（式中、ＲはＱＳＹクエンチャーまたはＱＣ－１クエンチャーを含み；
ｎは１～１６の整数である）
である。より具体的には、ＱＳＹクエンチャーは、例えば、スルホ－ＱＳＹクエンチャーなどの親水性クエンチャーである。
一部の実施形態では、ＱＣ－１クエンチャーは、構造：
を有する。
一部のより具体的な実施形態では、本開示の化合物は式（ＩＩＩ）：
の構造を有する。
これらの実施形態では、ｍおよびｎは独立に、１～１６の整数である。
一部の実施形態では、ＲはＱＳＹ２１またはスルホ－ＱＳＹ２１を含み、ＤはＣｙ５である。
あるいは、ＲはＱＣ－１クエンチャーを含み、Ｄはベンゾインドール色素を含む。
式（ＩＩＩ）の具体的な実施形態では、Ｒは
であり、Ｄは
である。
さらにより具体的には、本化合物は、構造：
を有する。
本発明の他の具体的な非限定的な化合物の実施形態は、
（式中、Ｒ＝ＱＳＹ２１およびｎ＝６；
Ｒ＝スルホ－ＱＳＹ２１およびｎ＝６；
Ｒ＝ＱＳＹ２１およびｎ＝２；
Ｒ＝スルホ－ＱＳＹ２１およびｎ＝２）
を含む。
医薬組成物
別の態様では、本発明は、本発明の化合物および薬学的に許容される担体を含む医薬組成物を提供する。このような組成物は、例えば、動物における組織の画像化において有用であり、動物における酵素、例えばプロテアーゼ酵素の活性を評価するのにさらに有用である。特に、カテプシンを標識する本発明の化合物について、医薬組成物は、がん細胞の非侵襲的な光学的画像化用のツールとしての役目を有用に果たし得る。
薬学的に許容される担体は当技術分野で周知であり、それらには、例えば、水もしくは生理学的緩衝食塩水などの水溶液、または、グリコール、グリセロール、オリーブ油などの油、もしくは注入可能な有機エステルなどの、他の溶媒もしくはビヒクルが含まれる。特定の実施形態では、このような医薬組成物がヒトへの投与用である場合、水溶液は、パイロジェンフリーであるかまたは実質的にパイロジェンフリーである。賦形剤は、例えば、薬剤の遅延放出をもたらすか、または、１つもしくは複数の細胞、組織もしくは臓器を選択的に標的とするように選択することができる。医薬組成物は、投薬単位形態、例えば錠剤、カプセル剤、スプリンクルカプセル剤、顆粒剤、散剤、シロップ剤、坐剤、注射剤などであってよい。組成物は、経皮送達系、例えば皮膚用パッチ剤中に存在してもよい。
薬学的に許容される担体は、例えば、本発明の化合物の吸収を安定化させる、または増大させるように作用する生理学的に許容される薬剤を含むことができる。そのような生理学的に許容される薬剤には、例えば、グルコース、スクロースもしくはデキストランなどの炭水化物、アスコルビン酸もしくはグルタチオンなどの酸化防止剤、キレート剤、低分子量タンパク質または他の安定剤もしくは賦形剤が含まれる。生理学的に許容される薬剤を含む薬学的に許容される担体の選択は、例えば組成物の投与経路に依存する。医薬組成物は、その中に、例えば本発明の化合物を取り込んでいてよいリポソームまたは他のポリマーマトリクスを含むこともできる。例えば、リン脂質または他の脂質からなるリポソームは、作製し投与するのが比較的簡単な非毒性の生理学的に許容されかつ代謝可能な担体である。
「薬学的に許容される」という語句は、本明細書では、健全な医学的判断の範囲内で、過度の毒性、炎症、アレルギー反応または他の問題もしくは合併症を伴うことなく、ヒトおよび動物の組織と接触して使用するのに適しており、妥当な便益／リスク比に相応する化合物、材料、組成物および／または剤形を指すのに用いられる。
本明細書で使用される「薬学的に許容される担体」という語句は、本化合物を、１つの臓器または体の一部から別の臓器または体の一部へ運ぶまたは輸送するのに関与する液体もしくは固体のフィラー、希釈剤、賦形剤、溶媒またはカプセル化用材料などの薬学的に許容される材料、組成物またはビヒクルを意味する。各担体は、製剤の他の構成要素と適合し、患者に有害でないという意味で「許容される」ものでなければならない。薬学的に許容される担体としての役目を果たすことができる材料のいくつかの例には、（１）ラクトース、グルコースおよびスクロースなどの糖；（２）コーンスターチおよびジャガイモデンプンなどのデンプン；（３）カルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよび酢酸セルロースなどのセルロースおよびその誘導体；（４）粉末トラガカント；（５）モルト；（６）ゼラチン；（７）タルク；（８）ココアバターおよび坐剤用ワックスなどの賦形剤；（９）ピーナッツ油、綿実油、サフラワー油、ごま油、オリーブ油、コーン油および大豆油などの油；（１０）プロピレングリコールなどのグリコール；（１１）グリセリン、ソルビトール、マンニトールおよびポリエチレングリコールなどのポリオール；（１２）オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルなどのエステル；（１３）寒天；（１４）水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムなどの緩衝剤；（１５）アルギン酸；（１６）パイロジェンフリー水；（１７）等張食塩水；（１８）リンガー溶液；（１９）エチルアルコール；（２０）リン酸緩衝液；ならびに（２１）医薬製剤で使用される他の非毒性の適合物質が含まれる。Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｙ、第２０版（Ａｌｆｏｎｓｏ Ｒ．
Ｇｅｎｎａｒｏ編）、２０００年を参照されたい。
本発明の化合物を含む医薬組成物は、例えば、経口（例えば、水性または非水性の液剤または懸濁剤のような水薬、錠剤、巨丸剤、散剤、顆粒剤、舌への施用のためのペースト剤）；舌下；経肛門、経直腸もしくは経膣（例えば、ペッサリー剤、クリーム剤またはフォーム剤として）；非経口（例えば滅菌液剤または懸濁剤として、筋肉内、静脈内、皮下または髄腔内を含む）；経鼻；腹腔内；皮下；経皮（例えば、皮膚に施用されるパッチ剤として）；または局所（例えば、皮膚に施用されるクリーム剤、軟膏剤または噴霧剤として）を含むいくつかの投与経路のいずれかによって対象に投与することができる。化合物は、吸入用に製剤化することもできる。ある特定の実施形態では、本発明の化合物は、滅菌水に容易に溶解または懸濁させることができる。適切な投与経路およびそれに適した組成物の詳細は、例えば米国特許第６，１１０，９７３号、同第５，７６３，４９３号、同第５，７３１，０００号、同第５，５４１，２３１号、同第５，４２７，７９８号、同第５，３５８，９７０号および同第４，１７２，８９６号ならびにそれらの中で引用されている特許において見出すことができる。
標識化および可視化の方法
別の態様では、本発明は、本発明の組成物を動物に投与するステップを含む、動物における腫瘍を可視化する方法を提供する。
さらに別の態様では、本発明は、動物における腫瘍を可視化する方法であって、本発明の組成物を動物に投与するステップ、および組成物とカテプシンシステインプロテアーゼとの反応により動物において発生した検出可能なシグナルを測定するステップを含み、検出可能なシグナルが動物における腫瘍と関係している、方法を提供する。
いくつかの方法の実施形態では、検出可能なシグナルは蛍光シグナルである。いくつかの実施形態では、蛍光シグナルは腫瘍周辺において発生する。
動物へのペプチド画像化剤の投与は、当業者によってよく理解されている。好ましい実施形態では、この薬剤は、注射によって投与されるが、任意の他の適切な投与手段は本発明の範囲内にあると考えられる。
本発明の方法は、動物におけるプロテアーゼ、特にシステインプロテアーゼの標識化および可視化を指向する。適切な動物には、特に腫瘍細胞において、システインプロテアーゼを発現する動物が含まれる。好ましい実施形態では、動物は哺乳動物である。非常に好ましい実施形態では、動物はヒトである。他の好ましい実施形態では、動物は家畜動物またはペットである。
いくつかの実施形態では、本発明の方法は、動物において発生した検出可能なシグナルを測定するステップを含む。検出可能なシグナルを測定する方法には、これに限定されないが、画像化法、例えば蛍光画像化法が含まれる。いくつかの実施形態では、蛍光画像化システムは、例えばＸｅｎｏｇｅｎ ＩＶＩＳ １００システムであるが、任意の適切な画像化システムが使用され得る。
本発明の範囲またはその任意の実施形態から逸脱することなく、本明細書で説明される方法および適用への他の適切な改変および適合を行うことができることは当業者に容易に理解できる。本発明をここに詳細に説明してきたが、以下の実施例を参照することによって、それはより明瞭に理解される。これらの実施例は、例示のためだけにここで含まれるものであり、本発明を限定することを意図するものではない。
新規なフェノキシメチルケトン（ＰＭＫ）求電子試薬を含むクエンチされた蛍光システインカテプシン画像化プローブの合成およびキャラクタリゼーション
本研究の目標は、がんの非侵襲的光学的画像化のために使用することができる既存のｑＡＢＰと比較して、全体的に改善されたｉｎ ｖｉｖｏ特性を有するｑＡＢＰを開発することであった。したがって、プローブの３つの主要な要素である、クエンチャー、リンカーおよび求電子「弾頭部」を最適化することを決定した。これまでに報告されたシステインカテプシンｑＡＢＰの最も大きな欠点の１つは、比較的劣った水溶解度である。したがって、プローブの水溶性を改善し、それによってプローブの生体内分布を改善するために、スルホネート基をＱＳＹ２１クエンチャー（Ｘｉｎｇら（２００５年）Ｊ． Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ． １２７巻：４１５８～９頁）に導入した。求電子試薬およびクエンチャーをつなぐスペーサーの長さを、ｑＡＢＰの親油性を減少させるためにも変化させた。最後に、新たな求電子試薬を、可能性があるカテプシン標的の範囲を増加させるために、探索した。システインカテプシンファミリーのいくつかのメンバーは、様々ながんにおいて上方調節されるので（ＭｏｈａｍｅｄおよびＳｌｏａｎｅ（２００６年）Ｎａｔ．
Ｒｅｖ． Ｃａｎｃｅｒ（２００６年）６巻：７６４～７５頁）、プローブが広範囲のシステインカテプシン活性を標的にする場合、腫瘍中のより明るい蛍光シグナルが予想される。より汎反応性プローブを得るために、求電子試薬のサイズを減少させ、反応性を増加させた。２，３，５，６－テトラフルオロ置換フェノキシメチルケトン（ＰＭＫ）求電子試薬が、２，６－ジメチル安息香酸誘導化アシルオキシメチルケトン（ＡＯＭＫ）と比較して、システインジペプチジルアミノペプチダーゼに対するより大きな反応性を有することが以前に示されている。Ｄｅｕら（２０１０年）Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １７巻：８０８～８１９頁。より小さなサイズのＰＭＫは、システインカテプシンの一部の結合溝が、立体的に制限されるので、汎反応性を増加させることもできる。Ｂｌｕｍら（２００５年）Ｎａｔ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １巻：２０３～９頁；Ｂｌｕｍら（２００７年）Ｎａｔ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ３巻：６６８～７７頁；ＰａｕｌｉｃｋおよびＢｏｇｙｏ（２０１１年）ＡＣＳ Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ６巻：５６３～７２頁。さらに、フェノールエーテルは、エステラーゼによって分解され得るエステル結合を含むＡＯＭＫ求電子試薬と比較して、ｉｎ ｖｉｖｏでより安定であると予想される。
本研究のための出発点として、ｑＡＢＰ ＧＢ１３７（１）の７つの類似体（２～８）を合成した。Ｂｌｕｍら（２００７年）Ｎａｔ． Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ３巻：６６８～７７頁；ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１４／１４５２５７。（図１Ａ）これらの化合物は、２つの求電子試薬、２つのクエンチャーおよび２つのリンカー長のすべての組合せを表す。すべてのプローブを、以下のスキーム１と関連する説明において記載した通りの、最適化された溶液化学に基づく手順を使用して合成した。プローブの特異性および効力を、最初に、インタクトなＲＡＷ２６４．７細胞（マウス白血病単球マクロファージ細胞株）を標識化することによって試験した（図１Ｂ）。いくつかの傾向が、プローブの特性において観察された。すべてのスルホ－ＱＳＹ２１官能化ｑＡＢＰ（２、４、６および８）が、より疎水性のＱＳＹ２１を含むプローブ（１、３、５および７）と比較して、より強い全体的なカテプシン標識化を示した。興味深いことに、ヘキシルからエチルリンカーまでのスペーサー長の変化は、標識化プロファイルに劇的な影響を与えなかった。おそらく、最も目立った観察は、ＰＭＫ求電子試薬を有するｑＡＢＰが、それらのＡＯＭＫ同等物と比較して、より広いシステインカテプシン標識化プロファイルを示したことであった。プローブ５～８は、強固なカテプシンＸ標識化を示し、スルホ－ＱＳＹ２１官能化プローブ６および８は、カテプシンＬのより高分子量のプロフォームを標識化することが可能であった。蛍光標識化カテプシンの同一性を、免疫沈降によって決定した（図４Ａ）。生ＲＡＷ細胞において滴定標識化実験を行う際に、いくつかの他の興味深い傾向が観察された（図１Ｃ、１Ｄ；図４Ｂ、４Ｃ）。最も疎水性のｑＡＢＰ（１および５）は、０．５μＭで標識化強度が低下した最大値に達し、これは、それらの低下した水溶性が、より高い濃度でのプローブの沈降をもたらすことを示唆する。エチルスペーサーを有するすべてのプローブが、それらのヘキシル含有同等物と比較して、より明るい標識化を与えるので、より短いスペーサー長が有益であるように見える。ＡＯＭＫをＰＭＫと比較する場合、選択性における明確な相違が観察される。ＡＯＭＫ ｑＡＢＰは、カテプシンＳおよびＬを優先的に標識化し、より高い濃度でのみカテプシンＢを標識化する。驚くべきことに、以前の研究は、いくつかの他の関連するＡＯＭＫが、この標的を標識化できないことを示していたにもかかわらず（ＰａｕｌｉｃｋおよびＢｏｇｙｏ（２０１１年）ＡＣＳ Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ６巻：５６３～７２頁）、ＡＯＭＫ ｑＡＢＰ２～４は、カテプシンＸを標識化する。ＰＭＫ ｑＡＢＰは、より低いプローブ濃度であっても、等しい強度で、すべての標的システインカテプシンも標識化する。一緒に、これらの実験は、親水性の増加が、標識化強度を改善すること、および新規のＰＭＫ ｑＡＢＰがより広い、より汎システインカテプシン標識化プロファイルを有することを実証する。
ＰＭＫ ｑＡＢＰ８が、全体的な標識化強度および広いカテプシン反応性に関して最適であったので、さらなるｉｎ ｖｉｖｏ研究のために、このプローブで進めることを決定した。標的選択性をさらに定義するために、ＲＡＷ細胞溶解物を、ｐＨ５．５で、増加させた濃度のｑＡＢＰ８で標識化した。これらの結果は、プローブが、５ｎＭ程度の低い濃度で観察される標識化で、カテプシンＢおよびＸに対して最も強力であることを実証した。しかしながら、すべてのカテプシン（Ｂ、Ｓ、Ｌ、Ｘ）の標識化は、５００ｎＭのプローブで飽和した（図２Ａ）。プローブを、５００ｎＭの設定濃度で、生ＲＡＷ細胞の時間経過標識化のために使用したときに、カテプシンＸの迅速な飽和が観察され、次いで、カテプシンＳ、ＬおよびＢの標識化がより遅く、１２０分においてさえ、カテプシンＢ標識化シグナルが増加することが観察された（図２Ｂ）。これらのデータは、プローブが、おそらく細胞内または細胞の表面上のその局在化に起因して、カテプシンＸのプールに最も迅速にアクセスすることができる可能性があることを示す。カテプシンＢおよびＸが、異なる程度で、プローブによってアクセスされ得る細胞中の交互の位置に存在し得ることも示す。新たなＰＭＫプローブの安定性を試験するために、ＲＡＷ細胞における標識化に対する血清曝露の効果を調べた（図１Ｃ）。元のＡＯＭＫプローブ１への血清前曝露の４時間が、標的標識化のほぼ７０％の減少をもたらしたのに対して、８０％より多い標識化が、ＰＭＫ ｑＡＢＰ８について維持された。システインカテプシン阻害剤のＪＰＭ－ＯＥｔでの細胞の前処理は、９０％より多いこの標識化もブロックした。ＰＭＫプローブの安定性および改善された標識化特性を考慮して、次に、生細胞蛍光顕微鏡検査研究を行った。これらの結果は、プローブが、明るい特異的標識化シグナルを生成したこと、およびプローブ標識化カテプシンの大部分が、リソソームに存在することを確認した（図２Ｄ）。
新たなＰＭＫ求電子試薬の陽性の生細胞標識化特性を考慮して、最もよく機能するＰＭＫ ｑＡＢＰの２、６および８を、乳がんの同所性マウスモデルにおいて試験した。Ｔａｏら（２００８年）ＢＭＣ Ｃａｎｃｅｒ ８巻：２２８頁。加えて、これらのＰＭＫプローブを元のＡＯＭＫプローブ１と比較した（図３Ａ～３Ｆおよび図５Ａ～５Ｆ）。４Ｔ１細胞をＢａｌｂ／ｃマウスの、番号２および７の乳腺脂肪体に移植し、腫瘍成長を監視した。腫瘍が定着したら、マウスに、等モル量のｑＡＢＰ（２０ｎｍｏｌ）を、尾静脈を通して注射し、Ｃｙ５蛍光を経時的に非侵襲的画像化した（図３Ａ、３Ｂ）。これらの結果から、ｑＡＢＰ８が優れていることが判明したことが改めて確認された。蛍光の強固な腫瘍特異的活性化は、具体的には、高い全体的なコントラストで、腫瘍領域において、プローブ８について観察することができた。このシグナルは、時間経過の最後まで、経時的に増加し続けた。最終的に、プローブ８は、プローブ１と比較して、腫瘍特異的蛍光シグナルの２０倍を上回る増強を達成した。良好な腫瘍特異的コントラストはまた、プローブ６について観察され、プローブ２についてより少ない程度で観察されたが、両方とも依然としてプローブ１よりも１０倍を上回って大きかった（図５Ａ、５Ｂ）。時間経過の終了後、腫瘍を切除し、腫瘍蛍光をｅｘ ｖｉｖｏで測定し、続いて均質化およびＳＤＳ－ＰＡＧＥによる蛍光標識化タンパク質の解析を行った（図３Ｃおよび図５Ｃ）。ｅｘ ｖｉｖｏの蛍光および総システインカテプシン標識化の定量は、非侵襲的光学的画像化の研究において見られたものと同様の傾向を示した（図３Ｄおよび図５Ｄ）。プローブ蛍光の細胞の供給源を決定するために、プローブ標識化マウスからの腫瘍組織切片の免疫蛍光染色を、マクロファージマーカーＣＤ６８を使用して染色した（図３Ｅおよび図５Ｅ）。Ｃｙ５蛍光はＣＤ６８陽性細胞に局在化したが、しかしながら、すべてのＣＤ６８陽性細胞がまたプローブ８陽性であったのではなく、これは、腫瘍関連マクロファージの異なる活性化状態を示している。共焦点レーザー走査顕微鏡検査（ＣＬＳＭ）を用いるより詳細な解析により、プローブ８について陽性であったすべての細胞が、ＣＤ６８陽性であるが、プローブ標識化カテプシンおよびＣＤ６８シグナルが、同一の小胞に共局在化していないことを確認した（図３Ｆおよび図５Ｆ）。これらのデータを合わせると、クエンチャーの親水性を増加させることと、スペーサーの短縮化、およびより反応性で立体的に制限の少ない求核捕捉の導入が、広いシステインカテプシンの反応性、およびｉｎ ｖｉｖｏ特性の全体的な改善を有するｑＡＢＰをもたらしたことが確認される。
非常に異なる機能が、一部のシステインカテプシンファミリーメンバーについて記載されているが（ＣｏｎｕｓおよびＳｉｍｏｎ（２０１０年）Ｓｗｉｓｓ Ｍｅｄ． Ｗｋｌｙ． １４０巻：ｗ１３０４２頁）、他の役割は重複しており、１つのカテプシンの活性の変化が、他のカテプシンの活性に影響を与え得る。例えば、カテプシンＢの損失は、カテプシンＸの活性の増加によって代償され（Ｓｅｖｅｎｉｃｈら（２０１０年）Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ １０７巻：２４９７～５０２頁）、カテプシンＢの上方調節は、カテプシンＬの下方調節をもたらす（Ｇｏｐｉｎａｔｈａｎら（２０１２年）Ｇｕｔ ６１巻：８７７～８４頁）。したがって、広範囲のプローブは、１つの実験において複数のシステインカテプシンの読み出しを促進し、互いに関して個々のカテプシンの活性の比較を可能にするので、高い価値がある。このような汎反応性ＡＢＰの有用性は 、汎セリンヒドロラーゼフルオロホスホネートプローブ（Ｌｉｕら（１９９９年）Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ ９６巻：１４６９４～９頁）および汎反応性プロテアソームプローブＭＶ１５１（Ｖｅｒｄｏｅｓら（２００６年）Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． １３巻：１２１７～２６頁）によって実証されている。さらに、ＰＭＫベースｑＡＢＰは、カテプシンＸに対して非常に反応性であるので、それらの足場は、この依然としてほとんど理解されていないシステインカテプシンに対する選択的ｑＡＢＰを作り出すために使用することができる。（ＰａｕｌｉｃｋおよびＢｏｇｙｏ（２０１１年）ＡＣＳ Ｃｈｅｍ． Ｂｉｏｌ． ６巻：５６３～７２頁）。
結論として、以前に報告されたＡＯＭＫベースプローブと比較して、より高い反応性およびより広い選択性を有する、ＰＭＫ求電子試薬を有する新規の部類のクエンチされた蛍光活性ベースプローブが合成された。さらに、ｑＡＢＰの親水性は、スルホン酸化クエンチャーを導入し、ならびに求電子試薬およびクエンチャーをつなぐスペーサーを短くすることによって増加し、がんの非侵襲的光学的画像化において増強されたコントラストをもたらす、より高い水溶解度および改善されたｉｎ ｖｉｖｏ特性をもたらす。
方法
一般
すべての樹脂および試薬は、商業的供給業者から購入し、さらに精製することなく使用した。全ての使用した溶媒はＵＰＬＣグレードであった。試薬グレードの溶媒を、すべての非水系抽出のために使用した。すべての水分感受性反応は、アルゴン陽圧下、無水溶媒中で実施した。反応物は、ＡＰＩ １５０ＥＸシングル四重極質量分析計（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ）を使用したＬＣ－ＭＳにより分析した。Ｃ１８カラムを使用して、ÅＫＴＡ ｅｘｐｌｏｒｅｒ １００（Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｐｈａｒｍａｃｉａ Ｂｉｏｔｅｃｈ）を用いた逆相ＨＰＬＣを実施した。ＮＭＲスペクトルは、パルス磁場勾配アクセサリーを備えたＶａｒｉａｎ ４００ＭＨｚ（４００／１００）、Ｖａｒｉａｎ
５００ＭＨｚ（５００／１２５）またはＶａｒｉａｎ Ｉｎｏｖａ ６００ＭＨｚ（６００／１５０ＭＨｚ）で記録した。化学シフトは、内部標準としてのテトラメチルシランに対して、ｐｐｍ（δ）で与えられる。カップリング定数はＨｚで与えられる。蛍光ゲルは、Ｔｙｐｈｏｏｎ ９４００フラットベッドレーザースキャナー（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）使用してスキャンした。ゲル中での標識化強度は、Ｉｍａｇｅ Ｊソフトウェアを使用して定量した。統計解析は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌを使用して行い、ｓ．ｅ．ｍ．は、ｓ．ｄ．をｎの平方根で割ることによって計算した。蛍光顕微鏡検査画像は、１０倍、４０倍および６３倍の対物レンズを備えたＺｅｉｓｓ共焦点ＬＳＭ ７１０およびＺｅｉｓｓ Ａｘｉｏｖｅｒｔ ２００Ｍ倒立顕微鏡（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ）で取得した。Ｓｌｉｄｅｂｏｏｋソフトウェアを、顕微鏡およびカメラを制御するため、およびデータ解析のために、使用した（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ）。
ｑＡＢＰ合成
以下の化合物の合成のための合成スキームを、下記のスキーム１に表す。
２，６－ジメチル－４－（（６－（トリチルアミノ）ヘキシル）カルバモイル）安息香酸（１１ａ）。モノ－トリチル１，６－ジアミノヘキサン酢酸塩（９ａ）（１１７．２ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）を、ＤＣＭに溶解し、飽和水性ＮａＨＣＯ３で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、真空中で濃縮した。アミンをＤＭＦに溶解し、ＨＯＢｔ一水和物（４３ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）、ＥＤＣ（５４ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）および２，６－ジメチルテレフタル酸（１０）（５４．４ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）を添加し、反応混合物を終夜撹拌した後、真空中で濃縮した。粗製物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ→ＤＣＭ中５％ＭｅＯＨ）により精製し、その後、ＤＣＭに溶解し、水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥して、７０ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ、４７％単離収率）を得た。
２，６－ジメチル－４－（（２－（トリチルアミノ）エチル）カルバモイル）安息香酸（１１ｂ）。モノ－トリチルエチレンジアミン酢酸塩（９ｂ）（９７．９ｍｇ、０．２７ｍｍｏｌ）を、ＤＣＭに溶解し、飽和水性ＮａＨＣＯ３で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、真空中で濃縮した。アミンをＤＭＦに溶解し、ＨＯＢｔ一水和物（４３ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１．０４当量）、ＥＤＣ（６１ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ、１．２当量）および２，６－ジメチルテレフタル酸（１０）（５２ｍｇ、０．２７ｍｍｏｌ、１当量）を添加し、反応混合物を終夜撹拌した後、真空中で濃縮した。粗製物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（ＤＣＭ→ＤＣＭ中５％ＭｅＯＨ）により精製し、その後、ＤＣＭに溶解し、水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥して、２８ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ、２２％単離収率）を得た。
２，３，５，６－テトラフルオロ－４－ヒドロキシ－Ｎ－（６－（トリチルアミノ）ヘキシル）ベンズアミド（１３ａ）。モノ－トリチル１，６－ジアミノヘキサン酢酸塩（９ａ）（１１７．２ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）を、ＤＣＭに溶解し、飽和水性ＮａＨＣＯ３で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、真空中で濃縮した。アミンをＤＭＦに溶解し、ＨＯＢｔ一水和物（４３ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）、ＥＤＣ（５４ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）および２，３，５，６－テトラフルオロ－４－ヒドロキシ安息香酸（１２）（５９ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）を添加し、反応混合物を終夜撹拌した後、真空中で濃縮した。粗製物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（１５％→３０％ヘキサン中酢酸エチル）により精製して、９０ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ、５８％単離収率）を得た。
２，３，５，６－テトラフルオロ－４－ヒドロキシ－Ｎ－（２－（トリチルアミノ）エチル）ベンズアミド（１３ｂ）。モノ－トリチルエチレンジアミン酢酸塩（９ｂ）（１００ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ）を、ＤＣＭに溶解し、飽和水性ＮａＨＣＯ３で洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥し、真空中で濃縮した。アミンをＤＭＦに溶解し、ＨＯＢｔ一水和物（４３ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）、ＥＤＣ（５４ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）および２，３，５，６－テトラフルオロ－４－ヒドロキシ安息香酸（１２）（５９ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、１当量）を添加し、反応混合物を終夜撹拌した後、真空中で濃縮した。粗製物をフラッシュカラムクロマトグラフィー（２０％→３５％ヘキサン中酢酸エチル）により精製して、９０ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ、６５％単離収率）を得た。１Ｈ ＮＭＲ （４００ ＭＨｚ， ＤＭＳＯ） δ ＝ ８．７７ （ｔ， Ｊ＝６．０， １Ｈ）， ７．３９ （ｄ， Ｊ＝７．８， ６Ｈ）， ７．２７ （ｔ， Ｊ＝７．７， ６Ｈ）， ７．１７ （ｔ， Ｊ＝７．２， ３Ｈ）， ３．４０ － ３．３５ （ｍ， ２Ｈ）， ２．８６ － ２．７７ （ｍ， １Ｈ）， ２．１４ － ２．０４ （ｍ， ２Ｈ）．
スキーム１。試薬および条件：ｉ．ＥＤＣ、ＨＯＢｔ、ＤＭＦ。ｉｉ．ａ）ＫＦ、ＤＭＦ。ｂ）１％ＴＦＡ、ＤＣＭ。ｉｉｉ．ａ）ＱＳＹ２１－ＮＨＳまたはスルホ－ＱＳＹ２１－ＮＨＳ、ＤｉＰＥＡ、ＤＭＳＯ。ｂ）ＴＦＡ／ＤＣＭ＝１／１。ｃ）Ｃｙ５－ＮＨＳ、ＤｉＰＥＡ、ＤＭＳＯ。ｉｖ．ａ）ＫＦ、ＤＭＦ、８０℃。ｂ）１％ＴＦＡ、ＤＣＭ。
中間体１５。フッ化カリウム（３ｍｇ、５２μｍｏｌ、３当量）を、５分間の超音波処理によってＤＭＦに懸濁させ、その後、カルボン酸１１ａ（１０ｍｇ、１９μｍｏｌ、１．１当量）を添加した。反応混合物を、１０分間撹拌した後、クロロメチルケトン１４（９．７ｍｇ、１７．３μｍｏｌ、１当量）を添加した。１．５時間後、反応混合物を真空中で濃縮し、粗製物をＤＣＭ中１％ＴＦＡに溶解し、３０分間撹拌した後、溶液が無色になるまで、トリイソプロピルシランの添加によってクエンチした。トルエンとの共蒸発（３回）後、表題化合物を、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて１５：８５から５５：４５；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥して、１５を白色粉末（３．１２ｍｇ、３．４６μｍｏｌ、２ステップで２０％）を得た。
中間体１６。フッ化カリウム（３ｍｇ、５２μｍｏｌ、３当量）を、５分間の超音波処理によってＤＭＦに懸濁させ、その後、カルボン酸１１ｂ（９．５ｍｇ、２０μｍｏｌ、１．１当量）を添加した。反応混合物を、１０分間撹拌した後、クロロメチルケトン１４（１０ｍｇ、１７．９μｍｏｌ、１当量）を添加した。１．５時間後、反応混合物を真空中で濃縮し、粗製物をＤＣＭ中１％ＴＦＡに溶解し、３０分間撹拌した後、溶液が無色になるまで、トリイソプロピルシランの添加によってクエンチした。トルエンとの共蒸発（３回）後、中間体１６を、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて１５：８５から５５：４５；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥して、白色粉末（３．９９ｍｇ、４．５７μｍｏｌ、２ステップで２６％）を得た。１Ｈ ＮＭＲ （５００ ＭＨｚ， ＣＤ３ＯＤ） δ ７．８０ （ｓ， １Ｈ）， ７．４２ （ｓ， １Ｈ）， ７．３５ － ７．１８ （ｍ， １０Ｈ）， ５．０６ （ｓ， ２Ｈ）， ４．８５ － ４．７８ （ｍ， ２Ｈ）， ４．４２ （ｄｄ， Ｊ ＝ １３．１， ６．２ Ｈｚ， １Ｈ）， ４．３７ （ｄｄ， Ｊ ＝ １０．１， ４．０ Ｈｚ， １Ｈ）， ３．６４ （ｔ， Ｊ ＝ ５．７ Ｈｚ， ２Ｈ）， ３．１８ （ｔ， Ｊ ＝ ４．８ Ｈｚ， ２Ｈ）， ３．１２ （ｄｄ， Ｊ ＝ １３．７， ７．０ Ｈｚ， １Ｈ）， ３．０１ （ｔ， Ｊ ＝ ７．３ Ｈｚ， ２Ｈ）， ２．９４ （ｄｄ， Ｊ ＝ １３．６， ８．９ Ｈｚ， １Ｈ）， ２．４１ （ｓ， ３Ｈ）， ２．３４ （ｓ， ３Ｈ）， １．９２ － １．８２ （ｍ， １Ｈ）， １．６７ － １．５７ （ｍ， １Ｈ）， １．４９ － １．２６ （ｍ， ４Ｈ）， １．４２ （ｓ， ９Ｈ）．
中間体１７。フッ化カリウム（６．３ｍｇ、１０８μｍｏｌ、３当量）を、５分間の超音波処理によってＤＭＦに懸濁させ、その後、フェノール１３ａ（２１．５ｍｇ、３９μｍｏｌ、１．１当量）を添加した。反応混合物を、１０分間撹拌した後、クロロメチルケトン１４（２０ｍｇ、３６μｍｏｌ、１当量）を添加した。反応混合物を５時間８０℃で撹拌した後、真空中で濃縮した。粗製物をＤＣＭ中１％ＴＦＡに溶解し、３０分間撹拌した後、溶液が無色になるまで、トリイソプロピルシランの添加によってクエンチした。トルエンとの共蒸発（３回）後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて２５：７５から７０：３０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥して、表題化合物を白色粉末（１６．６ｍｇ、１７．５μｍｏｌ、２ステップで４９％）として得た。１Ｈ ＮＭＲ （５００ ＭＨｚ， ＣＤ３ＯＤ） δ ７．２９ （ｍ ， １０Ｈ）， ５．０７ （ｓ， ２Ｈ）， ４．８６ （ｍ ， ２Ｈ）， ４．４４ （ｍ ， ２Ｈ）， ３．４１ （ｔ， Ｊ ＝ ６．８， ２Ｈ）， ３．１０ （ｄｄ， Ｊ ＝ １３．５， ７．０， １Ｈ）， ３．０２ （ｔ， Ｊ ＝ ６．８， ２Ｈ）， ２．９７ － ２．９１ （ｍ， ３Ｈ）， １．９３ － １．８１ （ｍ， １Ｈ）， １．７３ － １．６２ （ｍ， ４Ｈ）， １．６２ － １．５３ （ｍ， １Ｈ）， １．５１ － １．４６ （ｍ， ４Ｈ），
１．４３ （ｓ， ９Ｈ）， １．４５ － １．２５ （ｍ， ４Ｈ）．
中間体１８。フッ化カリウム（６．３ｍｇ、１０８μｍｏｌ、３当量）を、５分間の超音波処理によってＤＭＦに懸濁させ、その後、フェノール１３ｂ（１９．４ｍｇ、３９μｍｏｌ、１．１当量）を添加した。反応混合物を、１０分間撹拌した後、クロロメチルケトン１４（２０ｍｇ、３６μｍｏｌ、１当量）を添加した。反応混合物を３時間８０℃で撹拌した後、真空中で濃縮した。粗製物をＤＣＭ中１％ＴＦＡに溶解し、３０分間撹拌した後、溶液が無色になるまで、トリイソプロピルシランの添加によってクエンチした。トルエンとの共蒸発（３回）後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて２０：８０から６０：４０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥して、表題化合物を白色粉末（１５．４ｍｇ、１７．３μｍｏｌ、２ステップで４８％）として得た。１Ｈ ＮＭＲ （４００ ＭＨｚ， ＣＤ３ＯＤ） δ ＝ ７．３６ － ７．１２ （ｍ， １０Ｈ）， ５．０５ （ｓ， ２Ｈ）， ４．８６ － ４．８１ （ｍ， ２Ｈ）， ４．４２ － ４．３７ （ｍ， ２Ｈ）， ３．６４ （ｔ， Ｊ＝６．５， ２Ｈ）， ３．１４ （ｔ， Ｊ＝６．５， ２Ｈ）， ３．０８ （ｄｄ， Ｊ＝１３．９， ７．２， １Ｈ）， ２．９９ （ｔ， Ｊ＝６．５， ２Ｈ）， ２．９１ （ｄｄ， Ｊ＝１３．９， ８．４， １Ｈ）， １．９０ － １．７８ （ｍ， １Ｈ）， １．６２ － １．４８ （ｍ， １Ｈ），
１．４１ （ｓ， ９Ｈ）， １．４６ － １．２０ （ｍ， ４Ｈ）．
プローブ１（ＧＢ１３７）。中間体１５（１．５ｍｇ、１．７μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．３９ｍｇ、１．７μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．５μｌ、８．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて４０：６０から８０：２０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥した。Ｂｏｃ保護基を除去するために、得られた暗青色粉末をＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）に溶解し、３０分間反応させた後、トルエンとの共蒸発（３回）を行い、２．４２ｍｇの相当するＴＦＡ塩（１．６μｍｏｌ、２ステップで９５％）を得た。アミンをＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（１．３ｍｇ、１．７６μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．４μｌ、８μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて４０：６０から７５：２５；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ１を暗青色粉末（２．０ｍｇ、０．９９μｍｏｌ、６２％）として得た。
プローブ２（ＢＭＶ１２２）。中間体１５（１．５ｍｇ、１．７μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、スルホ－ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．６６ｍｇ、１．７μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．５μｌ、８．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、スルホ－ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて３０：７０から７０：３０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥した。Ｂｏｃ保護基を除去するために、得られた暗青色粉末をＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）に溶解し、３０分間反応させた後、トルエンとの共蒸発（３回）を行い、２．２９ｍｇの相当するＴＦＡ塩（１．３９μｍｏｌ、２ステップで８１％）を得た。アミンをＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（１．１ｍｇ、１．５μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．２μｌ、７μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて１５：８５から５０：５０；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ２を暗青色粉末（１．８３ｍｇ、０．８４μｍｏｌ、６１％）として得た。
プローブ３（ＢＭＶ１４５）。中間体１６（１．５ｍｇ、１．７μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．３９ｍｇ、１．７μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．５μｌ、８．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて４０：６０から８０：２０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥した。Ｂｏｃ保護基を除去するために、得られた暗青色粉末をＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）に溶解し、３０分間反応させた後、トルエンとの共蒸発（３回）を行い、０．８６ｍｇの相当するＴＦＡ塩（０．６μｍｏｌ、２ステップで３５％の単離収率）を得た。アミンをＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（０．５ｍｇ、０．６６μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（０．５７μｌ、３．３μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて４０：６０から７５：２５；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ３を暗青色粉末（０．６７ｍｇ、０．３４μｍｏｌ、５７％）として得た。
プローブ４（ＢＭＶ１４６）。中間体１６（１．０ｍｇ、１．２μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、スルホ－ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．２５ｍｇ、１．２μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．０５μｌ、６μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、スルホ－ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ
０．１％ＴＦＡ、２０分かけて２０：８０から８０：２０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥した。Ｂｏｃ保護基を除去するために、得られた暗青色粉末をＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）に溶解し、３０分間反応させた後、トルエンとの共蒸発（３回）を行い、１．０６ｍｇの相当するＴＦＡ塩（０．６６μｍｏｌ、２ステップで５５％）を得た。アミンをＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（０．５５ｍｇ、０．７３μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（０．６４μｌ、３．６５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて１５：８５から５０：５０；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ４を暗青色粉末（０．６３ｍｇ、０．３μｍｏｌ、４５％）として得た。
プローブ５（ＢＭＶ１１８）。中間体１７（１．２ｍｇ、１．３μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．０ｍｇ、１．３μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．１３μｌ、６．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。２時間後、ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて４０：６０から８０：２０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥した。Ｂｏｃ保護基を除去するために、得られた暗青色粉末をＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）に溶解し、３０分間反応させた後、トルエンとの共蒸発（３回）を行い、２．０ｍｇの相当するＴＦＡ塩（１．３μｍｏｌ、２ステップで定量可能量）を得た。アミンをＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（１．０ｍｇ、１．３μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．１μｌ、６．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて４０：６０から８５：１５；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ５を暗青色粉末（１．９１ｍｇ、０．９４μｍｏｌ、７２％）として得た。
プローブ６（ＢＭＶ１１９）。中間体１７（１．２ｍｇ、１．３μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、スルホ－ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．３５ｍｇ、１．３μｍｏｌ、１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．１３μｌ、６．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、スルホ－ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて３０：７０から９０：１０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥した。Ｂｏｃ保護基を除去するために、得られた暗青色粉末をＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）に溶解し、３０分間反応させた後、トルエンとの共蒸発（３回）を行い、１．９８ｍｇの相当するＴＦＡ塩（０．９μｍｏｌ、２ステップで７０％）を得た。アミンをＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（０．７ｍｇ、０．９μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（０．８μｌ、４．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて１５：８５から５０：５０；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ６を暗青色粉末（１．６３ｍｇ、０．７４μｍｏｌ、８２％）として得た。
プローブ７（ＢＭＶ１０８）。中間体１８（１．２ｍｇ、１．３μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（１．２ｍｇ、１．４μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（１．１３μｌ、６．５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて３０：７０から７０：３０；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥して暗青色粉末（１．４３ｍｇ、０．９９μｍｏｌ、７６％）を得た。その後、ＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）中で３０分間Ｂｏｃ保護基を除去した後、トルエンとの共蒸発（３回）を行った。ＴＦＡ塩をＤＭＳＯ（５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（０．８３ｍｇ、１．１μｍｏｌ、１．１当量）およびＤｉＰＥＡ（０．８８μｌ、５μｍｏｌ、５当量）を添加した。１時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ
０．１％ＴＦＡ、２０分かけて３０：７０から７０：３０；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ７を暗青色粉末（０．９５ｍｇ、０．４８μｍｏｌ、２ステップで４９％）として得た。
プローブ８（ＢＭＶ１０９）。中間体１８（５．８ｍｇ、６．５μｍｏｌ）をＤＭＳＯ（１００μｌ）に溶解した。スルホ－ＱＳＹ２１－ＮＨＳ（９．７５ｍｇ、１０．３９μｍｏｌ、１．６当量）およびＤｉＰＥＡ（８．４μｌ、５０．５μｍｏｌ、７．８当量）を添加し、混合物を一晩撹拌した。スルホ－ＱＳＹ２１アミドを、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて２５：７５から５５：４５；５ｍＬ／分）により精製し、続いて、凍結乾燥して、暗青色粉末を得た。その後、ＴＦＡ／ＤＣＭ（１／１）中で３０分間Ｂｏｃ保護基を除去した後、トルエンとの共蒸発（３回）を行った。残留物をＤＭＳＯ（２５０μｌ）に溶解し、Ｃｙ５－ＮＨＳ（１０．５ｍｇ、１３．９μｍｏｌ、２．１当量）およびＤｉＰＥＡ（１２μｌ、７２μｍｏｌ、１１当量）を添加した。４時間後、ＨＰＬＣ（分取逆相Ｃ１８カラム、ＣＨ３ＣＮ／Ｈ２Ｏ ０．１％ＴＦＡ、２０分かけて２５：７５から４５：５５；５ｍＬ／分）による精製、続いて、凍結乾燥して、プローブ８を暗青色粉末（７．７４ｍｇ、４．６１μｍｏｌ、２ステップで７１％）として得た。１Ｈ ＮＭＲ （６００ ＭＨｚ， ＣＤ３ＣＮ） δ ８．１２ － ８．０８ （ｍ， １Ｈ）， ８．０１ － ７．９３ （ｍ， ２Ｈ）， ７．８９ － ７．８５ （ｍ， ２Ｈ）， ７．７５ （ｄｄ， Ｊ ＝ １２．０， １．５ Ｈｚ， ２Ｈ）， ７．７２ （ｄｄ， Ｊ ＝ ８．４， １．７
Ｈｚ， １Ｈ）， ７．６９ （ｄｄ， Ｊ ＝ ８．３， １．２ Ｈｚ， １Ｈ）， ７．６６ （ｓ， ２Ｈ）， ７．６２ － ７．５７ （ｍ， ２Ｈ）， ７．５１ （ｄｄ， Ｊ ＝ ８．４， ５．１ Ｈｚ， ２Ｈ）， ７．４６ （ｄ， Ｊ ＝ ９．４ Ｈｚ， ２Ｈ）， ７．４１ － ７．３５ （ｍ， ３Ｈ）， ７．２４
（ｓ， １Ｈ）， ７．２２ （ｓ， １Ｈ）， ７．２１ － ７．１４ （ｍ， ６Ｈ）， ７．１３ － ７．０９ （ｍ， ６Ｈ）， ７．０５ （ｄｄ， Ｊ ＝ ８．８， ４．６ Ｈｚ， １Ｈ）， ６．３９ （ｔ， Ｊ ＝ １２．８ Ｈｚ， １Ｈ）， ６．１１ （ｔ， Ｊ ＝ １２．６ Ｈｚ， １Ｈ）， ４．８７ （ｑ，
Ｊ ＝ １２．７ Ｈｚ， ２Ｈ）， ４．８３ （ｄｄ， Ｊ ＝ ３９．７， １４．１ Ｈｚ， ２Ｈ）， ４．２３ － ４．１２ （ｍ， ４Ｈ）， ３．９３ （ｑ， Ｊ ＝ ７．２ Ｈｚ， ２Ｈ）， ３．８６ （ｔ， Ｊ ＝ ７．４ Ｈｚ，
２Ｈ）， ３．３４ （ｄｄ， Ｊ ＝ ６．７， ４．１ Ｈｚ， ２Ｈ）， ３．２８ － ３．１５ （ｍ， ９Ｈ）， ３．０４ － ２．９２ （ｍ， ３Ｈ）， ２．８０ － ２．７４ （ｍ， １Ｈ）， ２．４５ （ｔ， Ｊ ＝ １１．９ Ｈｚ， ２Ｈ）， ２．１５ － ２．０９ （ｍ， １Ｈ）， ２．０９ － ２．０３
（ｍ， ２Ｈ）， １．７４ － １．５８ （ｍ， ７Ｈ）， １．５７ （ｓ， ６Ｈ）， １．５５ （ｓ， ６Ｈ）， １．４９ （ｄｄ， Ｊ ＝ １５．１， ７．４ Ｈｚ， ４Ｈ）， １．３５ － １．２２ （ｍ， ７Ｈ）， １．２０ （ｔ， Ｊ ＝ ７．３ Ｈｚ， ３Ｈ）， １．１６ － １．１２ （ｍ， ４Ｈ）．
細胞培養ならびに生細胞および細胞溶解物の標識化
ＲＡＷ細胞を、１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ；ＧＩＢＣＯ）、１００ユニット／ｍＬのペニシリンおよび１００μｇ／ｍＬのストレプトマイシン（ＧＩＢＣＯ）を補充したＤＭＥＭ（ＧＩＢＣＯ）中で培養した。４Ｔ１細胞（ＡＴＣＣ）を、１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ；ＧＩＢＣＯ）、１００ユニット／ｍＬのペニシリンおよび１００μｇ／ｍＬストレプトマイシン（ＧＩＢＣＯ）を補充したＲＰＭＩ（ＧＩＢＣＯ）中で培養した。すべての細胞は、５％ＣＯ２加湿インキュベーター中、３７℃で培養した。インタクトな細胞の標識化のために、特に明記しない限り、細胞を、培養培地中、プローブ（ＤＭＳＯ中５００倍）に曝露し、３７℃で２時間インキュベートした。示された場所で、細胞を、阻害剤のＪＰＭ－ＯＥｔ（ＤＭＳＯ中５００倍）とともに、１時間、プレインキュベートしたか、または細胞への添加の前に、４時間、マウス血清（１μｌのＤＭＳＯ中のプローブストック溶液を９μｌの血清に添加した）に曝露した。標識化の後、細胞をＰＢＳで洗浄し、低張溶解緩衝液（５０ｍＭ ＰＩＰＥＳ ｐＨ７．４、１０ｍＭ ＫＣｌ、５ｍＭ ＭｇＣｌ２、２ｍＭ ＥＤＴＡ、４ｍＭ ＤＴＴおよび１％ＮＰ－４０）中に再懸濁させ、１５分間氷上に置き、４℃で３０分間遠心分離し、上清を収集し、タンパク質濃度を、ＢＣＡキット（ｐｉｅｒｃｅ）を使用して決定した。４０μｇの総タンパク質を、４倍のＳＤＳ試料緩衝液の添加および１００℃での３分間の加熱によって変性させ、ＳＤＳ－ＰＡＧＥ（１５％）によって分離し（ｒｅｓｏｌｖｅｄ）、標識化プロテアーゼを、Ｔｙｐｈｏｏｎイメージャー（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）でゲルをスキャンすることによって可視化した。標識化強度は、Ｉｍａｇｅ Ｊソフトウェアを使用して定量した。細胞溶解物中のカテプシン標識化のために、細胞を回収し、ＰＢＳで洗浄し、クエン酸緩衝液（５０ｍＭクエン酸緩衝液ｐＨ５．５、５ｍＭ ＤＤＴ、０．５％ＣＨＡＰＳ、０．１％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ）中に再懸濁させた。氷上で１５分間、および４℃で３０分間の遠心分離の後、上清を収集し、タンパク質濃度を、ＢＣＡキット（ｐｉｅｒｃｅ）を使用して決定した。４０μｇの総タンパク質を、示されたプローブ（ＤＭＳＯ中２００倍）に、３７℃で１時間曝露した。４倍のＳＤＳ試料緩衝液を添加し、タンパク質を１００℃で３分間変性させ、上記のようにして解析した。生細胞顕微鏡検査のために、ＲＡＷ細胞を、フェノールレッドを含まない完全培地中、１×１０５細胞の密度で、３５ｍｍガラス底ディッシュ（ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）に播種し、終夜培養した。細胞を、ＤＭＳＯまたは１μＭプローブ（ＤＭＳＯ中５００倍）のいずれかに２時間曝露した。最後の１時間、Ｌｙｓｏｔｒａｃｋｅｒ－ｇｒｅｅｎ（２００ｎＭ最終濃度、ＤＭＳＯ中１０００倍）を細胞に添加した。示された場所で、細胞を、阻害剤のＪＰＭ－ＯＥｔ（ＤＭＳＯ中５００倍）とともに、１時間、プレインキュベートした。細胞を、Ｚｅｉｓｓ Ａｘｉｏｖｅｒｔ ２００Ｍ共焦点顕微鏡を使用して４０倍で、Ｃｙ５チャネルおよびＦＩＴＣチャネルの両方で画像化した。
動物モデル
すべての動物ケアおよび実験を、現在のＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ および Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ａｎｉｍａｌ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅガイドラインに従って実施した。雌ＢＡＬＢ／ｃマウス（６～８週齢、Ｔｈｅ Ｊａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）に、イソフルラン麻酔下、ＰＢＳ中１×１０５の４Ｔ１細胞（ＡＴＣＣ）を、脂肪体番号２および７に注射し、腫瘍成長を監視した。画像化の２４時間前に、目的の領域の毛を、「Ｎａｉｒ ｌｏｔｉｏｎ」を使用して除去した。１０日目に、示されたプローブ（２０ｎｍｏｌ；０．８ｎｍｏｌ・ｇ－１）を、１００μＬ容量（ＰＢＳ中２０％ＤＭＳＯ）で、尾静脈を介して投与した。注射の後、マウスを、ＩＶＩＳ １００システム（Ｘｅｎｏｇｅｎ）を使用して、示された時点で、非侵襲的に画像化した。画像を、Ｌｉｖｉｎｇ Ｉｍａｇｅソフトウェア（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）を用いて解析した。最後の時点の後、マウスをイソフルラン（ｉｓｏｆｌｕｏｒａｎｅ）で麻酔し、頸椎脱臼によって殺した。ｅｘ ｖｉｖｏ蛍光測定、およびｉｎ ｖｉｖｏプローブ標識化プロファイルの評価のために、腫瘍を除去し、ＦＭＴ ２５００（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）を使用して画像化し、組織を、クエン酸緩衝液（５０ｍＭクエン酸緩衝液ｐＨ５．５、５ｍＭ ＤＤＴ、０．５％ＣＨＡＰＳ、０．１％ＴｒｉｔｏｎＸ）中で超音波処理した（氷上で１分間）。４℃で３０分間の遠心分離の後、上清を収集し、タンパク質濃度を、ＢＣＡキット（ｐｉｅｒｃｅ）を使用して決定した。４０μｇの総タンパク質を、ＳＤＳ試料緩衝液中、１００℃での３分間、変性させ、上記のようにして解析した。免疫蛍光のために、切除した腫瘍を、ＰＢＳ中４％ＰＦＡ溶液の中で、４℃で６時間インキュベートし、続いて、３０％スクロース溶液中で終夜インキュベートし、ＯＣＴ培地中で組織を凍結した。６μｍ切片をアセトン中で固定し、ＰＮＢブロッキング緩衝液でブロックし、ラット抗マウスＣＤ６８（１：１０００；Ｓｅｒｏｔｅｃ）とともに終夜インキュベートした。ＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ－４８８とコンジュゲートしたヤギ抗ラット（１：５００；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）を、室温で１時間インキュベートした。次いで、切片を、ＤＡＰＩ（２μｇ／ｍＬ；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）で、５分間染色し、次いで、ＰｒｏＬｏｎｇ
Ｇｏｌｄ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）にマウントした。次いで、組織をＺｅｉｓｓ Ａｘｉｏｖｅｒｔ ２００Ｍ顕微鏡を使用して可視化した。
インドシアニングリーン標識化された画像化プローブの合成およびキャラクタリゼーション
インドシアニングリーン検出可能な要素およびＱＣ－１クエンチャーを含む画像化プローブを、以下のスキームにおいて例示するようにして合成した。
ここで、第２ステップにおいて使用されるＢｏｃ保護ペプチドは、上記のようにして調製した。ＱＣ－１およびＩＣＧとのカップリング反応の生成物を液体クロマトグラフィー－質量分析（「ＬＣＭＳ」）の分析によって確認した。
ＩＣＧフルオロフォアおよびＱＣ－１クエンチャーを含むプローブ（ＢＭＶ１０９－ＩＣＧ）を、Ｄｙｌｉｇｈｔ７８０フルオロフォアおよびＱＣ－１クエンチャーを含むプローブ（ＢＭＶ１０９－Ｄｙｌｉｇｈｔ７８０）と、ｉｎ ｖｉｖｏおよびｅｘ ｖｉｖｏ研究において比較した。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ＩＣＧ標識化プローブは、Ｄｙｌｉｇｈｔ７８０標識化プローブと比較して、改善された腫瘍取り込みおよびより低いバックグラウンドシグナルを示す（特に、図６Ｂの５０ｎｍｏｌ投与量を参照されたい）。
本明細書で挙げたすべての特許、特許公開および他の公開文献を、それぞれが個別にかつ具体的に参照により本明細書に組み込まれているかのように、それらの全体について参照により本明細書に組み込む。
具体的な例を提供してきたが、上記説明は例示であり限定ではない。上記に説明した実施形態の特徴のいずれか１つまたは複数を、本発明中の任意の他の実施形態の１つまたは複数の特徴と任意の仕方で組み合わせることができる。さらに、本明細書を概観すれば、本発明の多くの変更形態が当業者に明らかになる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を、それらの全範囲の均等物と併せて参照することによって決定されるべきである。

Claims (2)

  1. 動物におけるプロテアーゼ酵素の活性の評価における使用のための組成物であって、前記組成物は、以下の式：
    （式中、スルホネートは、－ＳＯ３の基を指す）
    に従う構造を有する化合物を含む、組成物。
  2. 以下の式：
    （式中、スルホネートは、－ＳＯ３の基を指す）
    に従う構造を有する化合物を含む組成物。
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