导读
肾外髓质钾通道（ROMK，Kir1.1）抑制剂是一类新型利尿剂药物靶标，具有治疗高血压和心力衰竭的潜力。2016年，默克公司首次报道了化合物2（MK-7145）在临床前研究中具有强大的利尿、尿钠排泄和降低血压的作用，但存在半衰期短的问题（约5 h），从而导致频繁地给药（ACS Med. Chem. Lett. 2016, 7, 697-701）。在此，默克公司又发现了一种新型ROMK抑制剂22e（MK-815），具有更长的半衰期（约14 h）。文章DOI：10.1021/acs.jmedchem.1c00406
（图片来源：J. Med. Chem.）
氢氯噻嗪（HCTZ）等噻嗪类利尿剂和呋塞米等袢利尿剂是治疗慢性心力衰竭和高血压等人类疾病的重要药物，但此类利尿剂存在一个共同的缺点，即在引起利钠作用的同时，也会增加尿钾流失，导致可能危及生命的低钾血症风险。最近，默克公司开发了一种选择性肾外髓质钾通道（ROMK, Kir1.1）抑制剂，可通过抑制Na重吸收同时最小化钾尿，可避免低钾血症的风险，同时可提高治疗高血压和充血性心力衰竭的现有利尿剂的安全性。在默克公司研究中，小分子ROMK抑制剂在大鼠和狗中引起强烈的利尿和尿钠排泄，且具有保钾作用。因此，ROMK抑制剂代表了一种新型的利尿机制，可区别于与尿钾丢失和低钾血症相关的常规噻嗪类利尿剂。此外，ROMK在血压调节中也起着关键作用。化合物1（Figure 1）代表了一类新型ROMK抑制剂，首次在体内证实可作为利尿剂，具有减少尿钾的作用，但在临床前物种中显示出高清除率，具有低暴露量和短半衰期。化合物1的进一步修饰后发现化合物2，显著提高了ROMK效力，提高了对hERG和离子通道的选择性。然而，化合物2的半衰期相对较短（约5 h），可能需要比每天一次（QD）更频繁地给药才能实现最佳临床疗效。因此，仍需寻找一种新型ROMK抑制剂，能够具有更长的半衰期和足够的渗透性以实现缓释制剂开发，同时保持对hERG的出色选择性。
（图片来源：J. Med. Chem.）
默克公司，基于结构的修饰，发现一些具有比2更长半衰期的ROMK抑制剂，如化合物3-5，但存在对hERG的选择性较低的问题（Figure 2）。
（图片来源：J. Med. Chem.）
因此，作者开始着手修饰，以便同时提高半衰期和hERG的选择性（Table 1）。化合物2带有两个含内酯的头基，已被证明是迄今为止最有效的hERG选择性ROMK抑制剂之一。此外，通过广泛的药效团SAR，2中的苯酞部分是必不可少的。作者设想，如果分别在4和5中的氰基吡啶和甲氧基噻二唑药效团可以被更接近于苯酞特征的药效团取代，那么可能能够复制其赋予的优势。在此，作者发现了一种新型强效选择性ROMK抑制剂22e（MK-8153）。
（图片来源：J. Med. Chem.）
ROMK抑制剂类似物的一般合成策略（Schemes 1-4）。螺环内酰胺9-11、螺环胺6和乙烯基溴化物12-14和18来自商业供应商，而乙烯基三氟甲磺酸酯15-17按照文献报道自行合成。首先，6和7在含乙酸的异丙醇溶剂中110 ℃过夜反应，可获得中间体8（Scheme 1）。其次，通过钯催化C-N偶联反应，可合成一系列19b-19g和19i-19k（Scheme 2）。而19b经氯化反应，可形成氯取代产物19h（Scheme 3）。最后，脱除中间体8和19b-19k中的Boc基团可生成胺20a-20k，再与环氧化物21反应，即可获得最终产物22a-22k（Scheme 4）。
（图片来源：J. Med. Chem.）
紧接着，作者通过ROMK、hKir1.1电生理学（ROMK EP）和hERG电生理学（hERG EP）来评估化合物22的效力和选择性。与化合物2相比，化合物22a-22d的渗透性较低。而化合物22e和22f分别在呋喃酮的3-和5-位具有单甲基，在LLC-PK1细胞中显示出渗透系数（Papp）提高两倍（Table 2）。由于3-氯呋喃酮引起的潜在生物活化，化合物22h不再优先用于进一步分析。一般来说，呋喃酮药效团上的甲基和乙基取代会适度降低ROMK EP效力，呋喃酮3-位的甲基对ROMK EP效力的负面影响最小。最终，通过对比ROMK抑制效力、hERG的选择性和渗透性，选择了化合物22e进行进一步研究。
（图片来源：J. Med. Chem.）
在药代动力学研究中，化合物22e在体外基本稳定，在大鼠、狗、猴子和人类的微粒体以及大鼠、狗和人类的肝细胞中几乎没有观察到更新（Figure 3）。猴肝细胞中的周转更广泛，主要代谢途径是形成M8，这在其他物种中未观察到。人体体外系统中的主要代谢物是M6。
（图片来源：J. Med. Chem.）
通过对比不同物种的PK参数后发现（Table 3），化合物22e具有较长半衰期（约14 h），优异的渗透性，出色ROMK选择性等。同时，假设口服生物利用度为53%，预计临床剂量为4 mg QD。
（图片来源：J. Med. Chem.）
此外，化合物23（Figure 4）作为一种ROMK抑制剂，作为阳性对照，其剂量使SHR的收缩压下降约8-10 mmHg。
（图片来源：J. Med. Chem.）
随后，作者对比化合物23和22e对收缩压的剂量依赖性的关系（Figure 5）。通过图表可以发现，当22e以3 mg/kg/天的剂量时，观察到收缩压最大降低（~24 mm Hg），且大于化合物23的血压降低幅度。除了0.1 mg/kg/天的对照外，所有治疗组的22e血压降低程度一直维持到第3天。
（图片来源：J. Med. Chem.）
通过给药后的利尿图表对比可发现（Figure 6），在给药的第一天后，利尿作用明显增加，且所有接受22e剂量≥1mg/kg/天的动物在整个3天给药期间均可保持。与接受23的动物相比，22e剂量的SHR的利尿作用明显更大。
（图片来源：J. Med. Chem.）
同时，通过图表可以发现（Figure 7），钠排泄的急性（0-4 h）剂量依赖性增加，并且在第1天给药后0-24 h期间也观察到，但在随后几天没有观察到。不能维持增加的钠排泄是给药后4-24 h期间钠排泄减少的结果。在所有接受22e或23的动物中，在给药后0-4 h期间观察到类似程度的血尿，但在24 h内评估时没有明显的血尿。
（图片来源：J. Med. Chem.）
此外，利尿剂的功效取决于钠排泄的增加。尿钠排泄可预测利尿反应并且是降低血压所必需的（Figure 8）。
（图片来源：J. Med. Chem.）
总结：默克公司发现了一种高效且高度选择性的ROMK抑制剂22e，与之前开发的2（MK-7145）相比，具有更长的半衰期，从而降低峰谷暴露比，并提供更平滑、更持久的利尿反应。同时，22e具有良好的渗透性，有可能使用缓释制剂进行开发，从而进一步减弱峰值药效学反应。此外，在SHR中，22e的口服给药导致在整个治疗期间维持的剂量依赖性血压降低。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
