专利名称：三环化合物及其药学用途的制作方法蛋白激酶CK2(之前被称为酪蛋白激酶II，在本文中被称为“CK2”)是普遍存在和高度保守的蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。全酶通常存在于由两种催化(α和/或α’)亚单位和两种调节(β)亚单位组成的四聚复合物中。CK2具有诸多生理学靶标并参与一系列复杂的细胞功能(包括保持细胞活力)。CK2在正常细胞中的水平受到密切调节，并且一直认为其在细胞生长和增殖中发挥作用。被描述为可用于治疗某些癌症类型的CK2抑制剂描述于 PCT/US2007/077464，PCT/US2008/074820, PCT/US2009/35609 中。CK2的普遍性和重要性表明其在进化水平上为古酶，如其序列进化分析所表明；其长寿性可以解释为何其在如此多的生物进程中变得重要以及为何来自宿主的CK2已经甚至被传染性病原体(例如，病毒，原生动物)选择作为其存活和生命周期生化系统的组成部分。这些相同的特性解释了为何CK2抑制剂被认为可用于如本文所讨论的多种医学治疗。因为其对于许多生物进程而言至关重要，如Guerra &Issinger, Curr. Med. Chem. , 2008,15 :1870-1886所总结，CK2抑制剂，包括本文所述的化合物，应可用于治疗多种疾病和病症。癌细胞表现出CK2的增加，并且最近的证据表明，CK2通过保护调节蛋白免于半胱天冬酶-介导的降解来有效抑制在细胞中的细胞凋亡。CK2的抗细胞凋亡功能可有助于其参与转化和肿瘤发生的能力。具体而言，已证实CK2与急性和慢性髓性白血病，淋巴瘤和多发性骨髓瘤相关。此外，已经观察到CK2活性在结肠、直肠和乳腺的实体肿瘤，肺和头颈部鳞状细胞癌(SCCHN)，肺、结肠、直肠、肾、乳腺癌和前列腺的腺癌中增强。据报道通过小分子抑制CK2诱导胰腺癌细胞和肝细胞性癌细胞(HegG2、Hep3, HeLa癌细胞系)的细胞凋亡；并且CK2抑制剂针对TRAIL诱导的细胞凋亡使RMS (横纹肌肉瘤)肿瘤显著敏化。因此单独的或与TRAIL或TRAIL受体的配体组合的CK2抑制剂将可用于治疗RMS (儿童中最常见的软组织肉瘤)。此外，已经发现CK2的升高与瘤形成的侵袭性高度相关，并且采用本发明CK2抑制剂的治疗应因此降低良性病变发展成恶性病变的趋势，或恶性病变发生转移的趋势。与其中突变通常与导致调节控制丧失的结构变化相关的其它激酶和信号转导途径不同，CK2活性水平的增加似乎通常由活性蛋白的上调或过表达所致而非由影响活化水平的变化所致。Guerra和Issinger推断这可能归因于聚集调节，因为活性水平并不与mRNA水平充分相关。CK2的过度活性已在许多癌症(包括SCCHN肿瘤、肺肿瘤、乳腺肿瘤及其它肿瘤)中得到证实。(同上文)在结肠直肠癌中升高的CK2活性显示与恶性肿瘤的增加相关。据报道CK2的异常表达和活性促进NF- K B在乳腺癌细胞中的核水平增加。患有AML和CML患者的CK2活性在白血病急性发作期间显著增加，这表明CK2抑制剂在这些病症中特别有效。已证实多发性骨髓瘤细胞的存活依赖于CK2的高活性，并且CK2抑制剂对MM细胞具有细胞毒性。同样，CK2抑制剂抑制鼠类pl90淋巴瘤细胞的生长。据报道其与Bcr/Abl的相互作用在表达Bcr/Abl的细胞增殖中起到重要作用，这表明CK2抑制剂可用于治疗Bcr/Abl-阳性白血病。已证实CK2抑制剂抑制小鼠中的皮肤乳头状瘤、前列腺和乳腺癌异种移植物的发展并延长表达前列腺-启动子的转基因小鼠的存活。(同上文)近来已探讨了 CK2在多种非癌症疾病过程中的作用。参见Guerra& Issinger,Curr. Med. Chem.，2008，15 :1870_1886。不断有证据表明CK2参与中枢神经系统的危重疾病，包括例如，阿尔茨海默氏病(Alzheimer’ s disease)、帕金森氏病(Parkinson’ sdisease)和罕见的神经变性病症例如Guam-Parkinson痴呆、染色体18缺失综合征、进行性核上性麻痹，Kuf氏病(Kuf ’ s disease)或皮克氏病(Pick’s disease)。表明tau蛋白的选择性CK2-介导的磷酸化可能参与阿尔茨海默病的进行性神经变性。此外，最近的研究表明CK2在记忆损伤和脑局部缺血中起作用，后者作用似乎受CK2对PI3K存活途径的调节的作用介导。还证实CK2参与以下病症的调节炎性病症，例如急性或慢性炎性痛、肾小球性肾炎和自身免疫疾病，包括例如多发性硬化症(MS)、系统性红斑狼疮、类风湿关节炎和幼年型关节炎。CK2正向调节5-羟色胺5-HT3受体通道的功能、活化血红素加氧酶-2以及提高神经元型一氧化氮合酶的活性。据报道选择性CK2抑制剂当在疼痛测试之前施用于脊髓组织后显著减少了小鼠的疼痛反应。其使来自RA患者的滑液的分泌型IIA磷脂酶A2磷酸化，并且调节DEK的分泌(核DNA-结合蛋白)，其是在幼年型关节炎患者的滑液中发现的促炎性分子。因此预期抑制CK2可控制炎症性病状(如本文描述的那些)，并且已证实本文公开的抑制剂可在动物模型中有效治疗疼痛。还证实蛋白激酶CK2在血管系统病症(例如动脉粥样硬化，层流剪切应力和缺氧症)中发挥作用。还证实CK2在骨骼肌和骨组织疾病中发挥作用，例如心肌细胞肥大、胰岛素信号转导途径异常和骨组织矿化。在一项研究中，CK2抑制剂有效延缓由培养细胞中的生长因子诱导的血管发生。此外，在视网膜病变模型中，与奥曲肽组合的CK2抑制剂(生长抑素类似物)减少了新生血管丛；因此本文描述的CK2抑制剂可与生长抑素类似物有效组合以治疗视网膜病变。还证实CK2可使GSK、肌钙蛋白和肌球蛋白轻链磷酸化；因此其在骨骼肌和骨组织生理学中是重要的，并且与影响肌肉组织的疾病有联系。证据表明CK2还参与原生动物寄生虫的发育和生命周期的调节，例如，例如，小泰累尔梨浆虫、克氏锥虫、杜氏利什曼原虫、家蝇匐滴虫、恶性疟原虫、布氏锥虫、弓形虫属和曼氏血吸虫。许多研究已经证实了 CK2在调节原生动物寄生虫的侵入宿主细胞所必需的细胞运动方面的作用。已证实CK2的活化和CK2的过度活性存在于感染杜氏利什曼原虫，家蝇匐滴虫、恶性疟原虫、布氏锥虫、鼠弓形虫和曼氏血吸虫的宿主中。实际上，已证实抑制CK2可阻断克氏锥虫(T. cruzi)的感染。还证实，除了其它病毒类型(例如Epstein-Barr、人巨细胞病毒、丙肝和乙肝病毒、Borna病病毒、腺病毒、柯萨奇病毒、冠状病毒、流感病毒和水痘带状疱疫病毒)之外，CK2还与I型人免疫缺陷病毒(HIV-I)、人乳头瘤病毒和单纯性疱疹病毒相关的病毒蛋白相互作用和/或使所述病毒或蛋白磷酸化。CK2在体外和体内磷酸化和活化HIV-I逆转录酶和蛋白酶，并促进致病性的猿-人免疫缺陷病毒(SHIV)( 一种HIV模型)。CK2也使HIV-2Nef磷酸化，且其使Vpu蛋白磷酸化，导致循环CD4+T细胞的快速丧失。CK2抑制剂因此能够降低HIV感染模型的致病作用。CK2还使单纯性疱疹病毒和其它病毒中的许多蛋白磷酸化，并且一些证据表明病毒已将CK2用作其关键生命周期蛋白的磷酸化酶。CK2在其影响的生物进程多样性方面不同寻常，并且CK2还以其它方式不同于大多数激酶其具有组成性活性、可利用ATP或GTP并且在大多数肿瘤和快速增殖的组织中升高。CK2还具有将其与大多数激酶区分开的独特结构特征，使其抑制剂能够对CK2具有高度特异性，同时许多激酶抑制剂影响多种激酶，从而增加了脱靶效应的可能性或各受试者之间的变化。鉴于所有这些原因，CK2对于药物开发而言是特别具有吸引力的靶标，并且本发明提供高度有效的CK2抑制剂，其可用于治疗多种不同疾病和病症，所述疾病和病症由过量的、异常的或不期望的CK2活性水平介导或与之相关。Pim蛋白激酶(包括密切相关的Pim-1、Pim-2和Pim_3)参与多个生物进程，例如细胞存活、增殖和分化。Pim-I涉及多个与肿瘤发生密切相关的信号转导途径[参见Bachmann & Moroy, Internat. J. Biochem. Cell Biol. , 37, 726-730 (2005)]。这些激酶中的许多激酶涉及细胞周期进程和细胞凋亡。已证实Pim-I可通过使促细胞凋亡因子BAD (Bcl2相关死亡启动子，一种细胞凋亡起始子)失活而充当抗细胞凋亡因子。此发现表明Pim-I在预防细胞死亡中的直接作用，这是因为BAD的失活可增强Bcl-2活性并可因此促进细胞存活[Aho等人，FEBS Letters，571，43-49 (2004)]。Pim-I也已被认为是一种细胞周期进程的正调节因子。Pim-I结合Cdc25A并使其磷酸化，这导致其磷酸酶活性增加并促进Gl/S 转换[参见 Losman 等人，JBC，278，4800-4805 (1999)]。此外，发现 Pim-I 使得抑制 Gl/S进程的细胞周期素激酶抑制剂p21Waf失活[Wang等人，Biochim. Biophys. Acta. 1593,45-55 (2002)]。而且，通过磷酸化，Pim-I使C-TAKl失活并且使Cdc25C活化，这导致G2/M转换加快[Bachman 等人，JBC, 279，48319-48 (2004)]。Pim-I似乎在造血增殖中发挥着关键作用。由gpl30_介导的STAT3增殖信号而言，需要激酶活性 Pim-I [Hirano 等人，Oncogene 19，2548-2556，(2000) ]。Pim-I 在多种肿瘤和不同类型的肿瘤细胞系中过表达或甚至突变并导致基因组不稳定。Fedorov等推断，开发用于治疗白血病的III期化合物LY333’531是选择性的Pim-I抑制剂。0. Fedorov等人，PNAS 104(51) ,20523-28(2007年12月)。已经公开的证据显示Pim-I涉及人类肿瘤，包含前列腺癌、口腔癌和伯基特淋巴瘤(Gaidano & Dalla Faver，1993)。所有这些发现表明Pim-I在人类癌症(包括多种肿瘤和造血癌症)的引发和进程中发挥重要作用，因此Pim-I 活性的小分子抑制剂是有前景的治疗策略。此外,Pim-2和Pim_3的功能与Pim-I重叠,并且对不止一种同种型的抑制可提供额外的治疗益处。然而，有时优选的是，Pim抑制剂通过抑制多种其它激酶而具有极小或不具有体内影响，因为此类效应可能引起副作用或不可预计的结果。参见例如，O. Fedorov等人，PNAS 104(51) ,20523-28(2007年12月)，其讨论了非特异性激酶抑制剂可产生的效应。因此，在一些实施方案中，本发明提供一种化合物，该化合物为Pim-1、Pim-2和Pim_3中至少一种或这些激酶的某种组合的选择性抑制剂，同时对某些其它人类激酶具有非常小的活性，如本文中进一步阐述，但式I化合物一般对CK2和一种或多种Pim蛋白具有活性。Pim-3在癌症中的作用首次在转录谱试验中表明，该试验显示Pim3基因转录在EWS/ETS诱导的NIH 3T3细胞恶性转化中上调。对这些结果的拓展显示，Pim_3在人和鼠肝细胞和胰腺癌而非正常肝或胰腺组织中选择性表达。此外，Pim-3mRNA和蛋白在多种人胰腺和肝细胞癌细胞系中组成性表达。Pim-3过表达与促进肿瘤发生的功能性作用间的关联来自于在过表达Pim-3的人胰腺和肝细胞癌细胞系中进行的RNAi研究。在这些研究中，内源性Pim-3蛋白的去除促进 了这些细胞的细胞凋亡。Pim-3抑制细胞凋亡的分子机理部分是通过调节促细胞凋亡蛋白BAD的磷酸化来进行。与使BAD蛋白磷酸化的Pim-I和Pim_2类似，Pim_3蛋白通过siRNA的敲除导致BAD在Serll2处的磷酸化减少。因此，类似于Pim-I与2，Pim_3在内胚层源性癌症(例如，胰腺癌和肝癌)中充当细胞凋亡抑制剂。而且，因为胰腺癌的常规疗法临床效果不佳，因此Pim-3可代表新的重要分子标靶，以成功控制此不可治愈的疾病。在2008AACR年会上，SuperGen宣布其已确定了一种前导性Pim激酶抑制剂SGI-1776，其在急性髓细胞性性白血病(AML)异种移植物模型中引起肿瘤消退(摘要号4974)。在题目为 “A potent small molecule Pim kinase inhibitor with activityin cell lines from hematological and solid malignancies” 的口头手艮告中，StevenWarner博士详述了科学家如何使用SuperGen’s CLIMB (TM)技术来构建产生小分子Pim激酶抑制剂的模型。SGI-1776被确定为Pim激酶的有效和选择性抑制剂，其诱导细胞凋亡和细胞周期停滞，从而造成磷酸-BAD水平的降低和体外mTOR抑制的增强。特别值得注意的，SGI-1776在MV-4-ll(AML)和M0LM-13 (AML)异种移植模型中诱导了显著的肿瘤消退。这表明Pim激酶抑制剂可用于治疗白血病。Fedorov等在PNAS第104(51)卷，20523-28中证实，Pim-I激酶的选择性抑制剂(Ly5333’ 531)在AML病患的白血病细胞中抑制细胞生长并诱导细胞死亡。已证实Pim_3在胰腺癌细胞中表达，而在正常胰腺细胞中不表达，这表明Pim-3是胰腺癌的良好标靶。Li等人，Cancer Res. 66 (13)，6741-47 (2006)。因为这两种蛋白激酶在与癌症、免疫的反应和炎症相关的生化途径中具有重要功能，并且在许多微生物的致病性方面也至关重要，其活性抑制剂具有许多医疗应用。本发明提供了抑制CK2或PIM或两者的新颖化合物，以及利用此类化合物的组合物和使用方法。
本发明部分提供具有某些生物活性的化合物，所述生物活性包括但不限于抑制细胞增殖、抑制血管发生和调节蛋白激酶活性。此类化合物调节酪蛋白激酶2 (CK2)活性和/或Pim激酶活性，并且由此影响生物功能，所述生物功能包括但不限于例如抑制Y磷酸从ATP转移至蛋白或肽底物、抑制血管发生、抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡。本发明还部分提供用于制备新型化合物和其类似物的方法以及使用所述化合物的方法。还提供了包含与其它物质(包括其它治疗剂和/或药学上可接受的赋形剂或稀释剂)组合的上述分子的组合物、以及使用此类组合物的方法。一方面，本发明的化合物是式⑴
本发明提供抑制CK2和/或Pim激酶的化合物和包含此类化合物的组合物。这些三环化合物和含有它们的组合物用于治疗增殖性病症例如癌症、以及其它激酶相关的疾患，包括炎症、疼痛、病原性感染和某些免疫病症。