ＪＡＫ 및 기타 단백질 키나제의 억제제로서 유용한아자인돌 document_id A220623043800

신규한 치료제에 대한 연구는 효소의 구조 및 질병과 관련된 다른 생체분자의 구조에 대한 더욱 자세한 이해에 의해 최근 매우 도움을 받아왔다. 집중 연구의 대상이었던 효소 중 중요한 하나의 계열이 단백질 키나제이다. 단백질 키나제는 세포 내의 다양한 신호 전달 과정의 조절에 관여하는, 구조적으로 관련 있는 매우 거대한 계열의 효소로 구성되어 있다[참조: Hardie, G. and Hanks, S. The Protein Kinase Facts Book, I and II, Academic Press, San Diego, CA: 1995]. 단백질 키나제는 이들의 구조 보존 및 촉매 작용에 의한 통상의 선조의 유전자로부터 진화했다고 판단된다. 대부분의 모든 키나제는 250 내지 300개의 유사한 아미노 산 촉매 영역을 포함한다. 키나제는 이들이 인산화하는 기질에 의한 계열로 분류될 수 있다(예를 들어, 단백실-티로신, 단백실-세린/트레오닌, 지질 등). 일반적으로 상기 키나제 계열의 각각에 상응하는 서열 모티프(Motif)가 식별되어 있다[참조: 예를 들어, Hanks, S.K., Hunter, T., FASEB J. 1995 , 9, 576-596; Knighton et al., Science 1991 , 253, 407-414; Hiles et al., Cell 1992 , 70, 419-429; Kunz et al., Cell 1993, 73, 585-596; Garcia-Bustos et al., EMBO J. 1994 , 13, 2352-2361]. 일반적으로, 단백질 키나제는 뉴클레오시드 트리포스페이트로부터 신호 경로와 관련된 단백질 수용체로 인산기를 전달함으로써 세포내 신호를 매개한다. 이러한 인산화는 대상 단백질 생물학적 작용을 조정하거나 조절할 수 있는 분자 온/오프 스위치(on/off switch)로서 작용한다. 이러한 인산화는 궁극적으로 다양한 세포 외 및 다른 자극에 대한 응답으로 유발된다. 이러한 자극의 예는 환경적 및 화학적 스트레스 신호(예를 들어, 삼투 충격, 열 충격, 자외선 복사, 균체내독소 및 H2O2), 사이토킨[예를 들어, 인터루킨-1(IL-1) 및 종양 괴사 인자 α(TNF-α)] 및 성장 인자[예를 들어, 과립성백혈구 마크로파지-콜로니-자극 인자(GM-CSF) 및 섬유아세포 성장 인자(FGF)]를 포함한다. 세포 외 자극은 세포 성장, 이동, 변이, 호르몬의 분비, 전사 인자의 활성화, 근육 수축, 포도당 신진대사, 단백질 합성의 조절 및 세포 주기의 조절에 관한 하나 이상의 세포 응답에 영향을 미칠 수 있다. 다수의 질병은 위에서 기술한 단백질 키나제-매개 사건에 의해 유발된 비정상적 세포 응답과 관련이 있다. 이러한 질병은, 이하에 제한되지는 않지만, 자가면역 질환, 염증 질환, 골 질환, 대사 질환, 신경 및 신경병성 질환, 암, 심장혈관 질환, 알레르기 및 천식, 알츠하이머병 및 호르몬 관련 질환을 포함한다. 따라서, 치료제로서 효과적인 단백질 키나제의 억제제를 발견하기 위한 의약화학적 많은 노력이 있어 왔다. 야누스 키나제(JAK)는 JAK1, JAK2, JAK3 및 TYK2로 이루어진 티로신 키나제의 계열이다. JAK는 사이토킨 신호전달에서 중요한 역할을 한다. JAK 계열의 키나제의 하부류 기질은 신호 변환기 및 전사 활성체(signal transducer and activator of transcription; STAT) 단백질을 포함한다. JAK/STAT 신호전달은 알레르기, 천식, 이식 거부, 류마티스성 관절염, 근위축성 측삭 경화 및 다발성 경화 같은 자가면역 질환과 같은 다수의 비정상적 면역 응답뿐만 아니라 백혈병 및 림프종 같은 고형 및 혈액 악성종양의 조절과 관련이 있다. JAK/STAT 경로에서의 약제학적 개입이 검토되어 있다[참조: Frank Mol. Med. 5 , 432-456 (1999) 0026# Seidel, et al, Oncogene 19 , 2645-2656 (2000)]. JAK1, JAK2 및 TYK2는 어디에나 발현하는 반면, JAK3은 주로 조혈 세포에서 발현한다. JAK3은 배타적으로 통상의 사이토킨 수용체 감마 쇄 (γc)에 결합하고, IL-2, IL-4, IL-7, IL-9 및 IL-15에 의해 활성화된다. IL-4 및 IL-9에 의해 유발한 쥐과의 비만 세포의 증식 및 생존은 사실 JAK3 및 γc 신호조절에 의존하는 것으로 밝혀졌다[참조: Suzuki et al, Blood 96 , 2172-2180 (2000)]. 감작화된 비만 세포의 고친화도 면역글로블린 (Ig) E 수용체의 가교결합으로 인해 급성 알레르기 또는 즉각적(유형 I) 과민 반응을 유발하는 다수의 혈관활동성 사이토킨을 포함하는 호염증성 매개체가 방출된다[참조:Gordon et al, Nature 346 , 274-276 (1990) 0026# Galli, N. Engl. J. Med., 328 , 257-265 (1993)]. IgE 수용체-매개 비만 세포의 생체 내 및 시험관 내에서의 응답에서 JAK3의 주요한 역할은 확립되어 왔다[참조: Malaviya, et al, Biochem. Biophys. Res. Commun. 257 , 807-813 (1999)]. 또한, 아나필락시스(anaphylaxis)를 포함하여, JAK3의 억제를 통한 비만 세포-활성에 의해 조절된 유형 I 과민 반응의 예방법도 또한 보고되어 있다[참조: Malaviya et al, J. Biol. Chem. 274 ,27028-27038 (1999)]. JAK3 억제제로 비만 세포의 표적화하여 시험관 내에서의 비만 세포의 탈과립을 조절했고, 생체 내에서의 IgE 수용체/항원-매개 아나필락시스 반응을 예방했다. 최근의 한 연구는 면역 억제 및 동종이식 수용을 위한 JAK3의 성공적인 표적화를 기술했다. 당해 연구는 JAK3 억제제의 투여시 위스타 퍼스(Wistar Furth) 수용체에서의 물소 심장 동종이식의 투여량-의존적 생존을 실증하였고, 이는 이식편대숙주 질병에서의 목적하지 않은 면역 응답의 조절 가능성을 나타내었다[참조: Kirken, Transpl. Proc . 33 , 3268-3270 (2001)]. IL-4-매개 STAT-인산화는 류마티스성 관절염(RA)의 초기 및 말기에 관한 메카니즘으로서 관련이 있다. RA 활막 및 활액에서 호염증성 사이토킨의 상향 조정은 당해 질병의 특징이다. IL-4/STAT 경로의 IL-4-매개활성은 야누스 키나제(JAK 1 및 3)를 통해 조절되고, IL-4-관련 JAK 키나제는 RA 활막에서 발현한다[참조: Muller-Ladner, et al, J. Immunol. 164, 3894-3901 (2000)]. 가족력 근위축성 측삭 경화(FALS)는 ALS 환자의 약 10%에 영향을 미치는 치명적 신경병성 질환이다. FALS 마우스의 생존율은 JAK3 특정 억제제에 의한 치료시 증가했다. 이는 JAK3가 FALS에서 역할을 수행함을 시사한다[참조: Trieu, et al, Biochem. Biophys. Res. Commun. 267 , 22-25 (2000)]. 신호 변환기 및 전사 활성체(STAT) 단백질은 특히 JAK 계열 키나제에 의해 활성화된다. 최근 연구 결과는 JAK 계열 키나제를 백혈병 치료용 특정 억제제로 표적화함으로써 JAK/STAT 신호 경로에서의 개입 가능성을 시사했다[참조: Sudbeck, et al, Clin. Cancer Res. 5 , 1569-1582 (1999)]. JAK3 특정 화합물은 JAK3-발현 세포주 DAUDI, RAMOS, LC1;19, NALM-6, MOLT-3 및 HL-60의 집락형성 성장을 억제하는 것으로 나타났다. 동물 모델에서, TEL/JAK2 융합 단백질은 골수증식성 질환을 유발했고, 조혈 세포주에서 TEL/JAK2의 도입은 STAT1, STAT3, STAT5의 활성 및 사이토킨-비의존적 성장을 유발했다[참조: Schwaller, et al, EMBO J. 17, 5321-5333 (1998)]. JAK3 및 TYK2의 억제는 STAT3의 티로신 인산화를 차단했고, 피부 T 세포 림프종의 한 형태인 균상 식육종의 세포 성장을 억제했다. 이러한 결과는 균상 식육종에 존재하는 구성적으로 활성화된 JAK/STAT 경로에서 JAK 계열 키나제와 관련 있다[참조: Nielsen, et al, Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 94 , 6764-6769 (1997)]. 유사하게는, STAT3, STAT5, JAK1 및JAK2는 초기에 LCK 과-발현을 특징으로 하는 마우스 T 세포 림프종에서 구성적으로 활성화되는 것으로 입증되었고, 따라서 추가로 비정상 세포 성장에서의 JAK/STAT 경로와 관련이 있다[참조: Yu, et al, J. Immunol. 159, 5206-5210 (1997)]. 또한, IL-6-매개된 STAT3 활성화는 JAK의 억제제에 의해 차단됐고, 골수종 세포의 세포사멸로의 감작화를 유발한다[Catlett-Falcone, et al, Immunity 10 ,105-115 (1999)]. 중요한 한가지 계열의 키나제는 Rho-관련 나선형 코일 형성 단백질 세린/트레오닌 키나제(ROCK)이고, 이는 Ras-관련 소규모 GTPase Rho의 효과기인 것으로 여겨진다. ROCK 계열은 p160ROCK(ROCK-1)[참조: Ishizaki et al., EMBO J. 1996 , 15, 1885-1893] 및 ROKα/Rho-키나제/ROCK-II[참조: Leung et al., J. Biol. Chem. 1995 , 270, 29051-29054; Matsui et al., EMBO J. 1996 , 15, 2208-2216; Nakagawa et al., FEBS Lett. 1996 , 392, 189-193], 단백질 키나제 PKN[참조: Amano et al., Science 1996 , 271, 648-650; Watanabe et al., Science 1996 , 271, 645-648] 및 시트론 및 시트론 키나제[참조: Madaule et al. Nature, 1998 , 394, 491-494; Madaule et al., FEBS Lett. 1995 , 377, 243-248]를 포함한다. 키나제의 ROCK 계열은 Rho-유도 액틴 스트레스 섬유 및 국소 유착의 형성을 포함한 다양한 작용[참조: Leung et al., Mol. Cell Biol. 1996 , 16, 5313-5327; Amano et al., Science, 1997 , 275, 1308-1311; Ishizaki et al., FEBS Lett. 1997 , 404, 118-124], 및 미오신 인산 가수분해 효소의 하향 조절[참조: Kimura et al., Science, 1996 , 273, 245-248), 혈소판 활성화[참조: Klages et al., J. Cell. Biol., 1999 , 144, 745-754], 다양한 자극에 의한 대동맥 평활 근육 수축[참조: Fu et al., FEBS Lett., 1998 , 440, 183-187], 대동맥 평활 근육 세포의 트롬빈-유발 응답[참조: Seasholtz et al., Cir. Res., 1999 , 84, 1186-1193], 심근세포의 비대[참조: Kuwahara et al., FEBS Lett., 1999, 452, 314-318], 기관지 평활 근육 수축[참조: Yoshii et al., Am. J. Respir. Cell Mol. Biol., 1999 , 20, 1190-1200], 평활 근육 수축 및 비근육 세포의 세포골격 재조직[참조: Fukata et al., Trends in Pharm. Sci 2001 , 22, 32-39], 용적-조절된 음이온 채널의 활성화[참조: Nilius et al., J. Physiol., 1999 , 516, 67-74], 신경 수축[참조: Hirose et al., J. Cell. Biol., 1998 , 141, 1625-1636], 호중구 주화성[참조: Niggli, FEBS Lett., 1999 , 445, 69-72), 상처 치유[참조: Nobes and Hall, J. Cell. Biol., 1999 , 144, 1235-1244], 종양 침범[참조: Itoh et al., Nat. Med., 1999 , 5, 221-225] 및 세포 변환[참조: Sahai et al., Curr. Biol., 1999 , 9, 136-145]과 관련이 있는 것으로 나타났다. 더욱 구체적으로, ROCK는 고혈압[참조Satoh et al., J. Clin. Invest. 1994 , 94, 1397-1403; Mukai et al., FASEB J. 2001 , 15, 1062-1064; Uehata et al., Nature 1997 , 389, 990-994; Masumoto et al., Hypertension, 2001 , 38, 1307-1310], 뇌혈관 연축[참조: Sato et al., Circ. Res. 2000 , 87, 195-200; Miyagi et al., J. Neurosurg. 2000 , 93, 471-476; Tachibana et al., Acta Neurochir (Wien) 1999 , 141, 13-19], 관상 동맥 연축[참조: Shimokawa et al., Jpn. Cir. J. 2000 , 64, 1-12; Kandabashi et al., Circulation 2000 , 101, 1319-1323; Katsumata et al., Circulation 1997 , 96, 4357-4363; Shimokawa et al., Cardiovasc. Res. 2001 , 51, 169-177; Utsunomiya et al., J. Pharmacol. 2001 , 134, 1724-1730; Masumoto et al., Circulation 2002 , 105, 1545-1547], 기관지 천식[참조: Chiba et al., Comp. Biochem. Physiol. C Pharmacol. Toxicol. Endocrinol. 1995 , 11, 351-357; Chiba et al., Br. J. Pharmacol. 1999 , 127, 597-600; Chiba et al., Br. J. Pharmacol. 2001 , 133, 886-890; Iizuka et al., Eur. J. Pharmacol. 2000 , 406, 273-279], 조산[참조: Niro et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997 , 230, 356-359; Tahara et al., Endocrinology 2002 , 143, 920-929; Kupittayanant et al., Pflugers Arch. 2001 , 443, 112-114], 발기 부전[참조: Chitaley et al., Nat. Med. 2001 , 7, 119-122; Mills et al., J. Appl. Physiol. 2001 , 91, 1269-1273], 녹내장[참조: Honjo et al., Arch. Ophthalmol. 2001 , 1171-1178; Rao et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2001 , 42, 1029-1037], 혈관 평활 근육 세포 증식[참조: Shimokawa et al., Cardiovasc. Res. 2001 , 51, 169-177; Morishige et al., Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2001 , 21, 548-554; Eto et al., Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2000 , 278, H1744-H1750; Sawada et al., Circulation 2000 , 101, 2030-2023; Shibata et al., Circulation 2001 , 103, 284-289], 심근 비대 [참조: Hoshijima et al., J. Biol. Chem. 1998 , 273, 7725-77230; Sah et al., J. Biol. Chem. 1996, 271, 31185-31190; Kuwahara et al., FEBS Lett. 1999 , 452, 314-318; Yanazume et al., J. Biol. Chem. 2002 , 277, 8618-8625, 악성종양[참조: Itoh et al., Nat. Med. 1999 , 5, 221-225; Genda et al., Hepatology 1999 , 30, 1027-1036; Somlyo et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000 , 269, 652-659], 허혈/재관류-유발 손상[참조: Ikeda et al., J. of Surgical Res. 2003 , 109, 155-160; Miznuma et al. Transplantation 2003 , 75, 579-586], 내피 기능장애[참조: Hernandez-Perera et al., Circ. Res. 2000 , 87, 616-622; Laufs et al., J. Biol. Chem. 1998 , 273, 24266-24271; Eto et al., Circ. Res. 2001 , 89, 583-590), 크론병 및 대장염[참조: Segain et al. Gastroenterology 2003 , 124(5), 1180-1187), 신경돌기 성장(neurite outgrowth)[참조: Fournier et al. J. Neurosci. 2003 , 23, 1416-1423], 레이노드병[Shimokawa et al. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2002 , 39, 319-327), 협심증[참조: Utsunomiya et al. Br. J. Pharmacol. 2001, 134, 1724-1730; Masumoto et al, Circulation 2002, 105, 1545-1547; Shimokawa et al, J. Cardiovasc. Pharmacol., 2002, 40, 751-761; Satoh et al., Jpn. J. Pharmacol., 2001, 87, 34-40), 알츠하이머병[참조: Zhou et al., Science 2003, 302, 1215-1218], 양성 전립선 비대증[참조: Rees et al., J. Urology, 2003, 170, 2517-2522) 및 죽상동맥 경화증[참조: Retzer et al. FEBS Lett. 2000 , 466, 70-74; Ishibashi et al. Biochim. Biophys. Acta 2002 , 1590, 123-130]을 포함하는 다양한 질병 및 장애와 관련이 있다. 따라서, ROCK 키나제의 억제제의 개발은 ROCK 키나제 경로와 관련된 질환의 치료용 치료제로서 유용하다. 오로라 단백질은 세포 주기의 유사 분열 상을 통한 진행에 필수적인 3종의 매우 관련있는 세린/트레오닌 키나제(오로라-A, 오로라-B 및 오로라-C) 계열이다. 특히, 오로라-A는 중심체 성숙 및 분화, 유사 분열 방추의 형성 및 염색체의 정확한 분화에서 중요한 역할을 한다. 오로라-B는 방추 집합 검사점인 메타-상 플레이트 상의 염색체 정렬의 조절시 및 사이토 키나제의 정확한 완성을 위해 중심 역할을 하는, 염색체의 목표 단백질(passenger protein)이다. 오로라-A, 오로라-B 또는 오로라-C의 과발현은 직장암, 난소암, 위암 및 침윤성 유관선암을 포함하는 인간 암의 범위에서 관찰됐다. 또한, 오로라-A를 암호화하는 AURKA 유전기좌의 증폭은 결절-음성 유방암을 가진 환자에 대한 열악한 예후와 관련있다. 또한, 오로라-A의 과발현은 포유류 섬유아세포를 변형시키는 것으로 나타났고, 다극성 방추를 함유하는 이수체 세포를 발생시킨다. 다수의 연구는 우성-음성(dominant negative) 또는 중성화 항체인 siRNA로 인간 암 세포주의 오로라-A 또는 오로라-B를 결핍 또는 억제시켜 4N DNA를 갖는 세포가 누적되어 유사분열을 통한 진행을 혼란시키고, 몇몇 경우에, 핵내배가(endoreduplication) 및 세포사가 뒤따른다. 단백질 키나제는, 글리벡(Gleevec) 및 타세바(Tarceva)를 포함하는 예로 인체 질병의 범위를 치료하는 신규한 치료제를 위한 매력적이고도 입증된 표적이다. 오로라 키나제는 다수의 인간 암과의 관련성 및 이러한 암 세포의 증식을 촉진시키는 이들의 역할로 인해 특히 매력적이다[참조: Harrington et al., Nature Med., 2004, 10: 262-267]. 따라서, JAK, ROCK 및 오로라 활성과 관련된 다양한 질병 또는 질환의 치료에 유용한, 특히 이러한 대부분의 질병에 현재 이용가능한 부적절한 치료가 제공되는 질병 또는 질환에 유용한, 단백질 키나제인 JAK, ROCK 및 오로라, 바람직하게는 JAK-3, ROCK 및 오로라 A의 억제제를 개발하는 것이 매우 필요하다. 발명의 요약 현재, 본 발명의 화합물 및 약제학적으로 허용되는 이의 조성물은 JAK, ROCK 및 오로라 단백질 키나제의 억제제로서 효과적이라고 밝혀졌다. 특정 양태에서, 이러한 화합물은 JAK-3, ROCK 및 오로라 단백질 키나제의 억제제로서 효과적이다. 이러한 화합물은 화학식 I의 화합물 또는 약제학적으로 허용되는 이의 염이고, 여기서 R1, R2, R3, R4, X1, X2, X3, R5 및 x는 아래 및 이의 일부분에 기술한 바와 같다. 이러한 화합물 및 이의 약제학적 조성물은, 이하에 제한되지는 않지만, 심장 질환, 당뇨병, 알츠하이머병, 면역결핍증, 염증 질환, 고혈압, 알레르기 질환, 자가면역 질환, 골다공증 같은 파괴성 골 질환, 증식 장애, 감염성 질환, 면역학적-매개 질환, 바이러스성 질환을 포함하는 다양한 질환의 치료 또는 예방에 유용하다. 당해 조성물은 또한 세포사 및 과형성을 예방하는 방법에 유용하므로, 졸중시 재관류/허혈, 심장 마비 및 장기 저산소증을 치료하거나 예방하는데 유용할 수 있다. 당해 조성물은 또한 트롬빈-유도된 혈소판 응집을 예방하는 방법에서 유용하다. 당해 조성물은 특히 만성 골수성 백혈병(CML), 급성 골수성 백혈병(AML), 급성 전골수구성 백혈병(APL), 류마티스성 관절염, 천식, 골 관절염, 허혈, 암(이하에 제한되지는 않지만, 난소암, 유방암 및 자궁내막암을 포함한다), 간 허혈을 포함하는 간 질환, 심근경색증 및 울혈성 심부전 같은 심장 질환, T 세포 활성 관련 병리학적 면역 이상 및 신경변성 질환 같은 질병에 유용하다.