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▶ ハワード ヒューズ メディカル インスティチュートの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5775819
(24)【登録日】2015年7月10日
(45)【発行日】2015年9月9日
(54)【発明の名称】新規なキメラリガンド開口型イオンチャネルおよびその使用方法
(51)【国際特許分類】
C12N 15/09 20060101AFI20150820BHJP
C07K 14/705 20060101ALI20150820BHJP
C12Q 1/02 20060101ALI20150820BHJP
C07K 19/00 20060101ALI20150820BHJP
A61K 31/7105 20060101ALI20150820BHJP
A61K 31/439 20060101ALI20150820BHJP
A61K 38/00 20060101ALI20150820BHJP
A61P 25/08 20060101ALI20150820BHJP
A61P 37/00 20060101ALI20150820BHJP
C07D 453/00 20060101ALI20150820BHJP
A61K 31/551 20060101ALI20150820BHJP
A61K 31/55 20060101ALI20150820BHJP
【ＦＩ】
C12N15/00 A
C07K14/705ZNA
C12Q1/02
C07K19/00
A61K31/7105
A61K31/439
A61K37/02
A61P25/08
A61P37/00
C07D453/00CSP
A61K31/551
A61K31/55
【請求項の数】57
【全頁数】77
(21)【出願番号】特願2011-531203(P2011-531203)
(86)(22)【出願日】2009年10月9日
(65)【公表番号】特表2012-504966(P2012-504966A)
(43)【公表日】2012年3月1日
(86)【国際出願番号】US2009060136
(87)【国際公開番号】WO2010042799
(87)【国際公開日】20100415
【審査請求日】2012年10月5日
(31)【優先権主張番号】61/136,856
(32)【優先日】2008年10月9日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502352427
【氏名又は名称】ハワード ヒューズ メディカル インスティチュート
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(72)【発明者】
【氏名】スターンソン，スコット
(72)【発明者】
【氏名】リー，ペーター
(72)【発明者】
【氏名】ルーガー，ローレン
【審査官】
福澤 洋光
(56)【参考文献】
【文献】
特表２００３−５０１０２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００５−５２４６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００１−５０６１３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
Journal of Medicinal Chemistry，２００５年，Vol.48, No.4，p.905-908
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ１２Ｎ １／００−１５／９０
Ｃ１２Ｑ １／００−１／７０
Ｃ０７Ｋ １／００−１９／００
ＣＡ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＢＩＯＳＩＳ／ＷＰＩＤＳ（ＳＴＮ）
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＰｕｂＭｅｄ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
インビトロで神経細胞の興奮性を調節する方法であって、
（ａ）前記神経細胞で、キメラ受容体をコードしている遺伝子構築物を発現する工程であって、前記キメラ受容体は：
（ｉ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｉｉ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択される工程と、
（ｂ）前記神経細胞を、前記キメラ受容体を活性化する化合物に暴露する工程であって、前記化合物が式Ｉ、式ＩＩまたは式ＩＩＩの構造を有し：
（ｉ）前記式Ｉの化合物は、以下の構造：
（式中、
Ａは、
の１つであり、式中、
Ｒ１およびＲ５は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、フェノキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ４は、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ２およびＲ３は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換されているか、
または、
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで任意選択により置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成し、
但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５がいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、Ｒ３が存在し、かつ水素ではない）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉ）前記式ＩＩの化合物は、以下の構造：
（式中、
Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで任意選択により置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、前記フラニルおよびチオフェニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換され；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；または
ＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
ｎは、０または１である）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉｉ）前記式ＩＩＩの化合物は、以下の構造：
（式中、
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるか、またはＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、または−ＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるか、またはＲＣおよびＲＤは、まとめて＝Ｏである）
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、前記化合物は隣接した二重結合を含まない、化合物；
である工程；
を含む方法。
（ａ）前記神経細胞で、キメラ受容体をコードしている遺伝子構築物を発現する工程であって、前記キメラ受容体は：
（ｉ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｉｉ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択される工程と、
（ｂ）前記神経細胞を、前記キメラ受容体を活性化する化合物に暴露する工程であって、前記化合物が式Ｉ、式ＩＩまたは式ＩＩＩの構造を有し：
（ｉ）前記式Ｉの化合物は、以下の構造：
【化1】
（式中、
Ａは、
【化2】
の１つであり、式中、
Ｒ１およびＲ５は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、フェノキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ４は、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ２およびＲ３は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換されているか、
または、
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで任意選択により置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成し、
但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５がいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、Ｒ３が存在し、かつ水素ではない）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉ）前記式ＩＩの化合物は、以下の構造：
【化3】
（式中、
Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで任意選択により置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、前記フラニルおよびチオフェニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換され；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；または
ＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
ｎは、０または１である）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉｉ）前記式ＩＩＩの化合物は、以下の構造：
【化4】
（式中、
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるか、またはＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、または−ＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるか、またはＲＣおよびＲＤは、まとめて＝Ｏである）
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、前記化合物は隣接した二重結合を含まない、化合物；
である工程；
を含む方法。
【請求項2】
前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質が、イオンチャネル型ニコチン性アセチルコリン受容体、イオンチャネル型セロトニン受容体、イオンチャネル型グリシン受容体、およびイオンチャネル型ＧＡＢＡ受容体からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質が、カチオン選択的である、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質が、５ＨＴ３受容体である、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記神経細胞の興奮性が増強される、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質が、アニオン選択的である、請求項２に記載の方法。
【請求項7】
前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質が、グリシン受容体またはＧＡＢＡ受容体である、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記神経細胞の興奮性が減少する、請求項６に記載の方法。
【請求項9】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１におけるＱ７９Ｇ、Ｌ１４１ＦおよびＷ７７Ｆからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号６におけるＱ７９Ｇ、Ｌ１４１ＦおよびＷ７７Ｆからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１０におけるＱ７９Ｇ、Ｌ１４１ＦおよびＷ７７Ｆからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記化合物が、野生型α７ニコチン性アセチルコリン受容体を活性化しない、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記化合物が、９Ｓ、１６Ｓ、１９Ｓ、２２Ｓ、２８Ｓ、３４Ｓ、３８Ｒ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１１５Ｓ、１１７Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、１３４Ｓ、１４８Ｓ、１４９Ｓ、１５４Ｓ、１５６Ｓ、１５７Ｓ、１５８Ｓ、１６３Ｓ、１６４Ｓ、１６５Ｓ、１７０Ｒ、２０８Ｓ、２１２、２４１、２４２、２４５、２５３、２５４、２５５、２７８Ｓ、２７９Ｓ、２８１Ｓ、２９２Ｒ、２９４Ｓ、２９５Ｓ、および２９６Ｓからなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
キメラ受容体であって：
（ａ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｂ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択される、キメラ受容体。
（ａ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｂ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択される、キメラ受容体。
【請求項15】
前記膜貫通ドメインが、イオンチャネル型ニコチン性アセチルコリン受容体、イオンチャネル型セロトニン受容体、イオンチャネル型グリシン受容体、およびイオンチャネル型ＧＡＢＡ受容体からなる群から選択されるリガンド開口型イオンチャネル蛋白質の膜貫通ドメインである、請求項１４に記載のキメラ受容体。
【請求項16】
前記膜貫通ドメインが、５ＨＴ３受容体由来の膜貫通ドメイン、グリシン受容体の膜貫通ドメイン、またはＧＡＢＡ Ｃ受容体の膜貫通ドメインである、請求項１５に記載のキメラ受容体。
【請求項17】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＷ７７Ｆである、請求項１６に記載のキメラ受容体。
【請求項18】
前記キメラ受容体が、２８Ｓ、３４Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、２７８Ｓ、２７９Ｓ、および２８１Ｓからなる群から選択される化合物を選択的に結合する、請求項１７に記載のキメラ受容体。
【請求項19】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＱ７９Ｇである、請求項１６に記載のキメラ受容体。
【請求項20】
前記キメラ受容体が、９Ｓ、１６Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、１１５Ｓ、１１７Ｓ、１３４Ｓ、１４８Ｓ、１４９Ｓ、１５４Ｓ、１５６Ｓ、１５７Ｓ、１５８Ｓ、１６３Ｓ、１６４Ｓ、１６５Ｓ、１７０Ｒ、２９２Ｒ、２９５Ｓ、および２９６Ｓからなる群から選択される化合物を選択的に結合する、請求項１９に記載のキメラ受容体。
【請求項21】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＬ１４１Ｆである、請求項１６に記載のキメラ受容体。
【請求項22】
前記キメラ受容体が、１９Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓ、２０８Ｓ、２１２、２４１、２４２、２４５、２５３、２５４、２５５、および２９４Ｓからなる群から選択される化合物を選択的に結合する、請求項２１に記載のキメラ受容体。
【請求項23】
請求項１４に記載のキメラ受容体および少なくとも１つの式Ｉ、式ＩＩまたは式ＩＩＩの構造を有する化合物を含むキットであって：
（ｉ）前記式Ｉの化合物は、以下の構造：
（式中、
Ａは、
の１つであり、式中、
Ｒ１およびＲ５は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、フェノキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ４は、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ２およびＲ３は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換されているか、
または、
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで任意選択により置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成し、
但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５がいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、Ｒ３が存在し、かつ水素ではない）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉ）前記式ＩＩの化合物は、以下の構造：
（式中、
Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで任意選択により置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、前記フラニルおよびチオフェニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換され；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；または
ＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
ｎは、０または１である）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉｉ）前記式ＩＩＩの化合物は、以下の構造：
（式中、
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるか、またはＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、または−ＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるか、またはＲＣおよびＲＤは、まとめて＝Ｏである）
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、前記化合物は隣接した二重結合を含まない、化合物；
であるキット。
（ｉ）前記式Ｉの化合物は、以下の構造：
【化5】
（式中、
Ａは、
【化6】
の１つであり、式中、
Ｒ１およびＲ５は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、フェノキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ４は、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ２およびＲ３は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換されているか、
または、
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで任意選択により置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成し、
但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５がいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、Ｒ３が存在し、かつ水素ではない）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉ）前記式ＩＩの化合物は、以下の構造：
【化7】
（式中、
Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで任意選択により置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、前記フラニルおよびチオフェニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換され；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；または
ＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
ｎは、０または１である）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉｉ）前記式ＩＩＩの化合物は、以下の構造：
【化8】
（式中、
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるか、またはＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、または−ＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるか、またはＲＣおよびＲＤは、まとめて＝Ｏである）
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、前記化合物は隣接した二重結合を含まない、化合物；
であるキット。
【請求項24】
前記キメラ受容体のリガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＷ７７Ｆである、請求項２３に記載のキット。
【請求項25】
前記化合物が、２８Ｓ、３４Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、２７８Ｓ、２７９Ｓ、および／または２８１Ｓである、請求項２４に記載のキット。
【請求項26】
前記キメラ受容体のリガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＱ７９Ｇである、請求項２３に記載のキット。
【請求項27】
前記化合物が、９Ｓ、１６Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、１１５Ｓ、１１７Ｓ、１３４Ｓ、１４８Ｓ、１４９Ｓ、１５４Ｓ、１５６Ｓ、１５７Ｓ、１５８Ｓ、１６３Ｓ、１６４Ｓ、１６５Ｓ、１７０Ｒ、２９２Ｒ、２９５Ｓ、および／または２９６Ｓである、請求項２６に記載のキット。
【請求項28】
前記キメラ受容体のリガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＬ１４１Ｆである、請求項２３に記載のキット。
【請求項29】
前記化合物が、１９Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓ、２０８Ｓ、２１２、２４１、２４２、２４５、２５３、２５４、２５５、および／または２９４Ｓである、請求項２８に記載のキット。
【請求項30】
治療を必要としている対象における、神経系と関連した疾患または障害を治療するための医薬組成物であって、
キメラ受容体をコードする遺伝子構築物を含み、前記キメラ受容体は：
（ａ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｂ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択される、医薬組成物。
キメラ受容体をコードする遺伝子構築物を含み、前記キメラ受容体は：
（ａ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｂ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択される、医薬組成物。
【請求項31】
血管脳関門を通過することができる、請求項３０に記載の医薬組成物。
【請求項32】
前記対象への前記組成物の投与後、ニューロン集団の活動が増強される、請求項３０に記載の医薬組成物。
【請求項33】
前記対象への前記組成物の投与後、ニューロン集団の活動が減少する、請求項３０に記載の医薬組成物。
【請求項34】
前記障害が癲癇であり、前記対象への前記組成物の投与後、前記遺伝子構築物がニューロン集団に送達され、前記ニューロン集団が発作主患部におけるニューロンを含む、請求項３０に記載の医薬組成物。
【請求項35】
前記障害が慢性疼痛であり、前記対象への前記組成物の投与後、前記遺伝子構築物がニューロン集団に送達され、前記ニューロン集団が後根神経節におけるＣ線維ニューロンである、請求項３０に記載の医薬組成物。
【請求項36】
治療を必要としている対象における、神経系と関連した疾患または障害を治療するための医薬組成物であって、
キメラ受容体をコードする遺伝子構築物であって、前記キメラ受容体は：
（ａ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｂ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択され、
前記リガンド結合ドメインは、式Ｉ、式ＩＩまたは式ＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む、遺伝子構築物を含み、
（ｉ）前記式Ｉの化合物は、以下の構造：
（式中、
Ａは、
の１つであり、式中、
Ｒ１およびＲ５は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、フェノキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ４は、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ２およびＲ３は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換されているか、
または、
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで任意選択により置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成し、
但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５がいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、Ｒ３が存在し、かつ水素ではない）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉ）前記式ＩＩの化合物は、以下の構造：
（式中、
Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで任意選択により置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、前記フラニルおよびチオフェニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換され；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；または
ＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
ｎは、０または１である）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉｉ）前記式ＩＩＩの化合物は、以下の構造：
（式中、
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるか、またはＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、または−ＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるか、またはＲＣおよびＲＤは、まとめて＝Ｏである）
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、前記化合物は隣接した二重結合を含まない、化合物である；
医薬組成物。
キメラ受容体をコードする遺伝子構築物であって、前記キメラ受容体は：
（ａ）リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメイン；および
（ｂ）α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメイン；
を含み、
ここで、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインは、前記リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合し、
前記α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインのアミノ酸配列は、少なくとも１つの選択性誘導変異を含み、前記選択性誘導変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のアミノ酸配列における、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆの１又は複数から選択され、
前記リガンド結合ドメインは、式Ｉ、式ＩＩまたは式ＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む、遺伝子構築物を含み、
（ｉ）前記式Ｉの化合物は、以下の構造：
【化9】
（式中、
Ａは、
【化10】
の１つであり、式中、
Ｒ１およびＲ５は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、フェノキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ４は、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換され；
Ｒ２およびＲ３は、各々、独立して、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群より選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで任意選択により置換されているか、
または、
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで任意選択により置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成し、
但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５がいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、Ｒ３が存在し、かつ水素ではない）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉ）前記式ＩＩの化合物は、以下の構造：
【化11】
（式中、
Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで任意選択により置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、前記フラニルおよびチオフェニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換され；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；または
ＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
ｎは、０または１である）
で表されるか、またはその薬学的に許容される塩であり；
（ｉｉｉ）前記式ＩＩＩの化合物は、以下の構造：
【化12】
（式中、
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるか、またはＲＡおよびＲＢは、まとめて＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、または−ＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるか、またはＲＣおよびＲＤは、まとめて＝Ｏである）
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、前記化合物は隣接した二重結合を含まない、化合物である；
医薬組成物。
【請求項37】
前記式Ｉの化合物が、（Ｓ）−エナンチオマーである、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項38】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＷ７７Ｆである、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項39】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＱ７９Ｇである、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項40】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＬ１４１Ｆである、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項41】
Ａが、
（式中、Ｒ３は、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換されているフェニルである）
である、請求項３６に記載の医薬組成物。
【化13】
（式中、Ｒ３は、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで任意選択により置換されているフェニルである）
である、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項42】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５が、各々、水素である、請求項４１に記載の医薬組成物。
【請求項43】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＷ７７Ｆである、請求項４２に記載の医薬組成物。
【請求項44】
Ａが、
（式中、Ｒ３は、Ｃ３〜Ｃ６アルキル、Ｃ５〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２ハロアルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ２パーハロアルキル、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルである）
である、請求項３６に記載の医薬組成物。
【化14】
（式中、Ｒ３は、Ｃ３〜Ｃ６アルキル、Ｃ５〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２ハロアルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ２パーハロアルキル、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルである）
である、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項45】
Ａが、
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５は、水素である）
である、請求項４４に記載の医薬組成物。
【化15】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５は、水素である）
である、請求項４４に記載の医薬組成物。
【請求項46】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＱ７９Ｇである、請求項４５に記載の医薬組成物。
【請求項47】
Ａが、
（式中、Ｒ３はＣ１〜Ｃ２パーハロアルキルまたはＣ３〜Ｃ６アルキルである）
である、請求項４４に記載の医薬組成物。
【化16】
（式中、Ｒ３はＣ１〜Ｃ２パーハロアルキルまたはＣ３〜Ｃ６アルキルである）
である、請求項４４に記載の医薬組成物。
【請求項48】
Ｒ４およびＲ５は、各々、水素であり；
Ｒ１は、存在する場合、水素であり；
Ｒ２は、存在する場合、水素である、
請求項４７に記載の医薬組成物。
Ｒ１は、存在する場合、水素であり；
Ｒ２は、存在する場合、水素である、
請求項４７に記載の医薬組成物。
【請求項49】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＱ７９Ｇである、請求項４７に記載の医薬組成物。
【請求項50】
Ｒ１およびＲ５の少なくとも１つが、メトキシ、エトキシまたはフェノキシである、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項51】
Ａが、
である、請求項５０に記載の医薬組成物。
【化17】
である、請求項５０に記載の医薬組成物。
【請求項52】
Ｒ１が、メトキシ、エトキシまたはフェノキシであり；
Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が、各々、独立して、水素、クロロ、フルオロ、メトキシ、エトキシ、メチルまたはエチルであり；
Ｒ５が、水素である、
請求項５１に記載の医薬組成物。
Ｒ２、Ｒ３およびＲ４が、各々、独立して、水素、クロロ、フルオロ、メトキシ、エトキシ、メチルまたはエチルであり；
Ｒ５が、水素である、
請求項５１に記載の医薬組成物。
【請求項53】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異が、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＬ１４１Ｆである、請求項５０に記載の医薬組成物。
【請求項54】
Ａは、フェニル、ピリジル、ピラジニルまたはキノキサリニルであり、前記フェニル、ピリジル、ピラジニルまたはキノキサリニルは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで置換されている、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項55】
前記リガンド結合ドメインにおける前記少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＬ１４１Ｆである、請求項３６に記載の医薬組成物。
【請求項56】
前記化合物は、
からなる群から選択される、請求項３８に記載の医薬組成物。
【化18】
からなる群から選択される、請求項３８に記載の医薬組成物。
【請求項57】
前記化合物が、以下の構造：
を有する化合物またはその薬学的に許容される塩である、請求項５６に記載の医薬組成物。
【化19】
を有する化合物またはその薬学的に許容される塩である、請求項５６に記載の医薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照本出願は、２００８年１０月９日出願の米国仮特許出願第６１／１３６，８５６号の利益を主張するものであり、その全開示内容を参照により本願明細書に援用する。
【0002】
電子提出されたテキストファイルの説明本明細書と共に電子提出されたテキストファイルの内容は、参照によりその全内容を本願明細書に援用する：配列表のコンピュータ可読フォーマットコピー（ファイル名：HOWA_003_01WO_SeqList_ST25.txt、データ記録日：２００９年１０月９日、ファイルサイズ５１キロバイト）。
【0003】
発明の分野本発明は、新規な小分子合成リガンドに対する薬理学的選択性を与える、リガンド結合ドメインに変化を有する新規なキメラリガンド開口型イオンチャネルに関する。これらの新規なキメラリガンド開口型イオンチャネルを使用してニューロンの活動を調節する方法、ならびにキメラ受容体の治療適応も開示する。
【背景技術】
【0004】
発明の背景リガンド開口型イオンチャネル（ＬＧＩＣ）は、特定のイオンに対するニューロンの透過性を高め、結果として電流フローを生じ、これがニューロンの性質を発火活動電位に変えることによって、化学的信号を電気的活動に変換する。活動電位は、神経系における情報の伝達に使用される、ニューロンの電圧の急速な変動である。多くの神経障害は神経活動（たとえば疼痛および癲癇）に関連しているため、薬理学的に、ＬＧＩＣを含むイオンチャネルが臨床治療の標的とされてきた（Brunton et al. (2006) Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ニューロンの活動は、カチオン選択性（興奮性）ＬＧＩＣ（たとえばグルタミン酸受容体）作用物質を投与することによって増強することができたり、あるいはニューロンの活動は、アニオン選択性（抑制性）ＬＧＩＣ（たとえばＧＡＢＡ受容体）作用物質を投与することによって抑制したり休止させたりすることができる。治療効果を得るため、神経系におけるニューロンの一部のニューロン活動を調節するためには、注入、イオン導入法、または神経網の体積までの逆透析により、これらのＬＧＩＣ用小分子リガンドを標的指向化することが必要であろう。しかしながら、こうした技法は、特に脳の深部を標的とする場合には、侵襲的である。さらに大きな制限は、ＬＧＩＣ（たとえばグルタミン酸イオンチャネルおよびＧＡＢＡイオンチャネル）はほぼ全てのニューロン上に広く存在するため、標的とされる脳領域内のこうした摂動が、細胞型特異的ではないことである。治療効果に関与していないニューロンの摂動が、重大な望ましくない副作用を招くことがある。
【0006】
したがって、目的に合わせた化合物リガンドで選択的に活性化され得るＬＧＩＣを開発することが、当該技術分野で必要である。このような新規なＬＧＩＣは、遺伝子治療法によって当該ニューロンにいったん送達されると、これらのニューロンを、このような新規ＬＧＩＣに選択的なリガンドに敏感にさせるであろうし、また、目的に合わせたリガンドは、天然のＬＧＩＣに対する作用を持たないため、リガンドの局所送達の必要性をなくすであろう。さらに、これらの新規なＬＧＩＣの選択的活性化は、天然のＬＧＩＣが遍在的に発現するために必然的に生じるニューロンの近隣集団の活性化に起因する非特異的作用を排除するであろう。このことは、治療的に使用して癲癇や慢性疼痛等の疾患を治療することが可能であろうニューロン活動の制御特異性をもたらすであろう。また、空腹および満腹を制御するニューロン集団の活動を操作することにより、これらのＬＧＩＣおよび関連リガンドを使用して、過食または食欲不振等の望ましくない行動と関連した疾患を治療することもできるであろう。したがって、独特の薬理作用を具有する新規なＬＧＩＣの開発には、治療有用性があるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
発明の概要本発明は、化合物により選択的に活性化されうる新規なキメラ受容体を提供する。一実施態様において、キメラ受容体は、リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合した、α７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、ここで、リガンド結合ドメインは、化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む。膜貫通ドメインは、受容体のＣｙｓ−ループファミリー由来のリガンド開口型イオンチャネル由来であってもよい。幾つかの実施態様において、キメラ受容体は、５ＨＴ３受容体等の、カチオン選択的チャネル由来の膜貫通ドメインを含む。他の実施態様において、キメラ受容体は、グリシン受容体またはＧＡＢＡ Ｃ受容体等の、アニオン選択的チャネル由来の膜貫通ドメインを含む。
【0008】
キメラ受容体のリガンド結合ドメインは、キメラ受容体に対して独特の薬理作用を与える、少なくとも１つの変異を含む。幾つかの実施態様において、α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインは、配列番号（ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：）１、配列番号６、または配列番号１０の７７位、７９位、または１４１位における点変異を含む。変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０における、Ｑ７９Ａ、Ｑ７９Ｇ、Ｌ１４１Ａ、Ｌ１４１Ｆ、Ｌ１４１Ｐ、Ｗ７７Ｆ、Ｗ７７Ｙ、またはＷ７７Ｍ置換を含んでもよい。
【0009】
本発明はまた、本発明の変異キメラ受容体を優先的に結合して活性化する化合物も含む。一実施態様において、化合物は式Ｉ：【化1】
【0010】
別の実施態様において、化合物は式ＩＩ：【化2】
【0011】
別の実施態様において、化合物は式ＩＩＩ：【化3】
【0012】
本発明はまた、神経細胞の興奮性を調節する方法も提供する。一実施態様において、本方法は、キメラ受容体をコードする遺伝子構築物を神経細胞で発現する工程（ここで、キメラ受容体は、リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、前記リガンド結合ドメインは、本願明細書に記載の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む）と、神経細胞を化合物に暴露する工程とを含む。別の実施態様では、ニューロンの興奮性が増強される。さらに別の実施態様では、ニューロンの興奮性が減少する。神経細胞は、インビトロであってもインビボであってもよい。
【0013】
本発明はまた、本願明細書に開示の本発明のキメラ受容体および目的に合わせた化合物リガンドを含むキットも含む。幾つかの実施態様において、キメラ受容体は、５ＨＴ３受容体由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、前記リガンド結合ドメインは、本願明細書に記載の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む。別の実施態様では、キメラ受容体は、グリシン受容体またはＧＡＢＡ Ｃ受容体由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、前記リガンド結合ドメインは、本願明細書に記載の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む。少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０中に、Ｗ７７Ｆ置換、Ｑ７９Ａ置換、Ｑ７９Ｇ置換、Ｌ１４１Ｆ置換、またはＬ１４１Ｐ置換を含んでもよい。
【0014】
本発明はまた、治療を必要としている対象における、神経系と関連した疾患または障害を治療する方法も提供する。一実施態様において、本方法は、遺伝子構築物を対象におけるニューロン集団に送達する工程（ここで、遺伝子構築物は変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体をコードし、その変異は本願明細書に記載の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える）と、その化合物を対象に投与する工程とを含む。幾つかの実施態様では、受容体はキメラ受容体であり、ここで、キメラ受容体は、リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、前記リガンド結合ドメインは、本願明細書に記載の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む。幾つかの実施態様では、ニューロン集団の活動は、化合物を対象に投与した後、増強する。他の実施態様では、ニューロン集団の活動は、化合物を対象に投与した後、減少する。ある実施態様では、治療される障害は癲癇または慢性疼痛である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】選択的イオンチャネル−リガンド相互作用を操作するための「バンプ−ホール（Bump-hole）」アプローチ。Ａ．合成リガンドを選択的に結合する変異イオンチャネルの設計模式図であり、ここで、合成リガンドは天然の内在性チャネルに結合することはできない。Ｂ．アセチルコリン（ＡＣｈ）、ニコチン、およびＰＮＵ−２８２９８７の化学構造。Ｃ．アミノ酸Ｗ７７、Ｑ７９、Ｑ１３９、およびＬ１４１との近接を示す巻貝（snail）ＡＣｈＢＰのＸ線結晶構造に基づいた、アゴニストＰＮＵ−２９２８９７が結合したヒトα７ ｎＡＣｈＲリガンド結合ドメイン（ＬＢＤ）の相同性モデル。これらの残基は、このモデルにおけるＰＮＵ−２８２９８７のベンズアミド官能基近接に基づいて、突然変異誘発の標的とした。Ｄ．キメライオンチャネルα７−５ＨＴ３を発現するヒト胚性腎細胞に適用されたＰＮＵ−２８２９８７により誘発されたイオン電流。大きなピーク電流（Ｉｐｅａｋ）が、持続性の微小電流（Ｉｓｓ）へと、急速に減衰する。Ｅ．潜在的リガンドに対する、変異イオンチャネルを選別するために使用したハイスループット膜電位（ＭＰ）アッセイと関連した蛍光変化。ＭＰ応答は、数分にわたって持続した。Ｆ．ＭＰアッセイからの反応は、Ｉｓｓに対応することが、用量反応からわかる。Ｇ．α７−５ＨＴ３変異体の相対的活動を示すカラーマップ。ＡＣｈ（１００μＭ）、ニコチン（１００μＭ）、およびＰＮＵ−２８２９８７（１０μＭ）に対する反応を、ＡＣｈ（１００μＭ）に対する反応に基準化した。細胞表面α−Ｂｇｔ結合部位の相対量は、α７−５ＨＴ３変異体に結合したα−Ｂｇｔ−５９４の蛍光強度を、非浸透化条件下でα７−５ＨＴ３を発現する細胞に比して基準化することにより測定した。
【図2】変異リガンド結合ドメイン選択的リガンドを同定するために使用されるキヌクリジンベンズアミドライブラリーの成分。ボールド体の最上部左方は、表示の安息香酸誘導体に結合している３−アミノキヌクリジンの（Ｒ）−エナンチオマーおよび（Ｓ）−エナンチオマーを示す。波線は、キヌクリジンベンズアミド類を形成するための接合点を示す。番号を付けた図表のＲまたはＳは、そのエナンチオマーが合成されたことを示す。
【図3】ＡＣｈ、ニコチン、およびアミノキヌクリジンベンズアミド対α７−５ＨＴ３異型の用量反応曲線からのＥＣ５０のカラーマップ。α７−５ＨＴ３野生型キメラ受容体対α７−５ＨＴ３変異キメラ受容体に関して極めて選択的である分子を強調するために、野生型α７−５ＨＴ３キメラ受容体（最上列）に対してＥＣ５０＜３０μＭを有する分子のＥＣ５０値は、α７−５ＨＴ３変異キメラ受容体に関しては表示しないというように、データが選り分けられている。
【図4】リガンドと変異したリガンド開口型イオンチャネルとの間の選択的相互作用を示す用量反応の例。非変異すなわち「野生型」（ｗｔ）配列を有するα７−５ＨＴ３キメラチャネルの無視可能な活性化を示す変異リガンド開口型イオンチャネルに対する１０μＭ未満のＥＣ５０（括弧内に表示）を有するいくつかの化合物の用量反応曲線。
【図5】互いの存在下において最小限のクロストークでリガンド−イオンチャネル系を使用できることを示す、直交的薬理学（orthogonal pharmacology）を表す変異リガンド開口型イオンチャネル−リガンド相互作用の用量反応曲線。
【図6】野生型α７−５ＨＴ３（白丸）、単一変異Ｑ７９Ｇ α７−５ＨＴ３（黒丸）、および二重変異Ｑ７９Ｇ、Ｑ１３９Ｍ α７−５ＨＴ３（赤丸）キメラ受容体に対する、化合物２２Ｓおよび３８Ｒの用量反応曲線。
【図7】高コンダクタンスキメラカチオン性リガンド開口型イオンチャネルは、皮質２／３層ニューロンを活性化する。Ａ．化合物８９Ｓに対して受容体の持続性応答を示す高コンダクタンス（ＨＣ）α７−５ＨＴ３ Ｌ１４１Ｆ受容体をトランスフェクトされたＨＥＫ２９３細胞における電圧固定記録からの電流トレース。Ｂ．ＨＣ α７−５ＨＴ３ Ｌ１４１Ｆでトランスフェクトされたマウス皮質２／３層ニューロンからの活動電位の細胞結合細胞外記録。リガンド結合ドメインにおける変異（たとえば、Ｌ１４１Ｆ）に加えて、これらの受容体は、α７−５ＨＴ３配列に高コンダクタンス誘導変異：配列番号１におけるＲ４２５Ｑ Ｒ４２９Ｄ Ｒ４３３Ａを含む。
【図8】キメラα７−ＧｌｙＲリガンド開口型イオンチャネルは、塩化物を伝導し、同族リガンドの存在下で、皮質ニューロンの興奮性を大幅に低減する。Ａ．本発明の合成リガンドによる活性化に対してα７−ＧｌｙＲおよびα７−ＧＡＢＡ Ｃ変異キメラ受容体の持続性応答を示す、トランスフェクトされたＨＥＫ２９３細胞における電圧固定記録からの電流トレース。黒線は、リガンド適用の経時変化を示す。Ｂ．Ｉ−Ｖトレースは、キメラ変異リガンド開口型イオンチャネルα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆにおける薬物誘導性コンダクタンスの逆転電位（Ｖｒｅｖ）が塩化物逆転電位（ＦＣＩ）と同一であることを示し、このことはチャネルが塩化物選択的であることを示している。Ｃ．基電流は、活動電位の誘発に要する電流の量であり、α７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆ Ｙ１１５Ｆの発現により影響されない（条件としての明示：ＰＲＥ）。しかし、化合物８９Ｓ １０μＭの存在下で、基電流は１０倍増加する。非トランスフェクトニューロンでは、化合物８９Ｓ ３０μＭが存在しても、基電流に変化はない。α７−ＧＬＹＲ Ｌ１４１Ｆ Ｙ１１５Ｆ発現ニューロンにおける、この興奮性の低減は、合成リガンドの洗浄後に逆転する（条件としての明示：ＷＡＳＨ）。
【図9】ウイルス遺伝子送達α７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆ変異キメラリガンド開口型イオンチャネルにより形質導入された皮質ニューロンの合成リガンド誘導サイレンシング。皮質ニューロンを、プロモ−ター中のニューロン特異的シナピシンの支配下にあるα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆ変異キメラリガンド開口型イオンチャネルをコードしているアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）で形質導入した。Ａ．化合物８９Ｓ（１０μＭ）の投与前、投与中、投与後のトランスフェクトされた皮質ニューロンの興奮性。５００ｐＡまでの電流振幅の導入後でさえも、ニューロンは興奮性が不十分であり、化合物８９Ｓの存在下で、若干の活動電位を発火したに過ぎない。ニューロンは通常、化合物の投与前および投与後に、＜１００ｐＡ注入電流で発火する。Ｂ．比較用に、非形質導入ニューロンの興奮性を示す。非形質導入ニューロンは、高濃度（３０μＭ）であっても、化合物８９Ｓの投与に左右されない。
【図10】野生型α７−５ＨＴ３キメラ受容体のアミノ酸配列（配列番号１）。
【図11】野生型α７−ＧｌｙＲキメラ受容体のアミノ酸配列（配列番号６）。
【図12】野生型α７−ＧＡＢＡ Ｃキメラ受容体のアミノ酸配列（配列番号１０）。
【図13】変異キメラα７−５ＨＴ３受容体用の合成リガンド。野生型（ＷＴ）および変異キメラ受容体の２つ（Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆ）に対する各化合物のＥＣ５０を、各化合物ごとに以下に示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
発明の詳細な説明ニューロンにおける電気的活動の操作は、生理および挙動を制御するための強力なアプローチを提供する。インビボでニューロンの活動を調節する有効な方法は：１）摂動の速やかな発現（数秒乃至数分）；２）基本条件下で、標的細胞型に対して非摂動的であるイオンチャネル；３）定義された細胞型を標的とするイオンチャネルに選択的なリガンド；４）内在性イオンチャネルを阻害する必要がない、簡単的かつ単一のトランスジーン遺伝学的戦略、および５）多数の集団を独立にかつ直交的に撹乱する能力を提供しなければならない。無脊椎動物（Slimko et al (2002) J. Neurosci., Vol.22: 7373-7379）または脊椎動物ＬＧＩＣ（Arenkiel et al (2008) Nature Methods, Vol.5：299-302）およびＧ蛋白質結合受容体（Armbruster et al (2007) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 104： 5163-5168）から導かれた幾つかのアプローチは、これらの要件を満たさない（Luo et al (2008) Neuron, Vol. 57： 634-660）。これらの以前に開発されたシステムの制限を克服する際の大きな課題は、現在使用されているイオンチャネル系または受容体系の多くで、構造と機能との関係に関する知識が不足していることである。
【0017】
従来のニューロン活性化方法の制限を克服するために、トランスジーン戦略および遺伝子治療戦略を使用して、独特の薬理作用を有する新規なイオンチャネルを特定の細胞集団に向けることができる。トランスジーン戦略および遺伝子治療戦略は、細胞型選択的（cell type-selective)プロモーター活性を使用して、新規なイオンチャネルの遺伝子発現の目標を細胞型に設定する。本発明は、一部には、α７ニコチン性アセチルコリン受容体（α７ ｎＡＣｈＲ）のリガンド結合ドメイン（ＬＢＤ）における変異が、化合物リガンドが変異受容体に独特に結合するように合わせることができるように薬理学的特異性を与えることができるという発見に基づいている。独特の薬理作用を有するこれらの受容体を、それらの目的に合わせた化合物リガンドと組み合わせて使用して、特定のニューロン集団の活動を調節することができる。
【0018】
ニコチン性アセチルコリン受容体は恐らく、３０年にわたる構造-機能解析後に最もよく理解されている、リガンド開口型イオンチャネル（ＬＧＩＣ）のＣｙｓ−ループファミリー構成員である。明らかになってきた説明では、チャネル活性化に寄与するα７ ｎＡＣｈＲ ＬＢＤの結合ポケットにおける残基は、多数のチロシン残基およびトリプトファン残基から成る芳香族ケージを含むと記述されてきた（Galzi et al (1991) FEBS Letters. Vol. 294: 198-202）。この解析は、より完全な構造上の理論的根拠をリガンド結合に与える、相同のアセチルコリン結合蛋白質（ＡＣｈＢＰ）のＸ線結晶構造により確認された（Celie et al (2004) Neuron. Vol. 41: 907-914）。さらに、α７ ｎＡＣｈＲ ＬＢＤを、カチオン性セロトニン受容体３ａ（α７−５ＨＴ３）または塩素イオン選択的グリシン受容体（α７−ＧｌｙＲｌ）の膜貫通ドメインに接合して、キメラ受容体を生成することができる（Eisele et al. (1993) Nature, Vol. 366: 479-483；Grutter et al (2005) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol 102: 18207-18212）。この薬理学的要素（たとえば、ＬＢＤ）の、多数のイオン伝導性要素（チャネルまたは膜貫通ドメイン）への転用可能性は、チャネルが好ましい特性を具備するように機能を最適化するための有用な基礎である。ニューロンの活動を調節する道具として、天然のリガンド結合ドメインおよびそれらの対応するリガンドと共にイオンチャネルを使用する際の大きな課題は、これらの天然のリガンド結合ドメインが既に脳内に存在しており、したがって小分子リガンドが、多数の望ましくない細胞集団における電気的活動を撹乱するであろう。
【0019】
これらの問題点を克服するために、本発明は、「バンプ−ホール」戦略（図１Ａ）を使用してｎＡＣｈＲのリガンド認識特性を改変するアプローチについて説明する。これらのα７ ｎＡＣｈＲの改変リガンド結合ドメイン（ＬＢＤ）は、チャネルドメイン（たとえば膜貫通ドメイン）と結合されて所望のリガンド選択性およびコンダクタンス特性を備えたキメラ受容体を生成することができるモジュラー・ユニットである。したがって、本発明は、リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含むキメラ受容体を提供し、ここで、リガンド結合ドメインは、化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む。「キメラ受容体」は、第１の蛋白質由来の少なくとも１つのドメインおよび第２の蛋白質由来の少なくとも１つのドメインを含む受容体を指す。第１の蛋白質および第２の蛋白質は、同一種（すなわち、共にヒト蛋白質）に由来してもよく、または異種（すなわち、１つははヒト蛋白質で１つはマウス蛋白質）に由来してもよい。
【0020】
本願明細書で使用されるとき、用語「リガンド結合ドメイン」は、化合物が結合すると領域の構造変化が起こるような化合物と相互に作用する蛋白質受容体の細胞外領域を指す。リガンド結合ドメインの構造変化は一般に、その受容体の活性化をもたらす。リガンド開口型イオンチャネルの場合、リガンドがリガンド結合ドメインに結合することにより、イオンチャネルが開く。本願明細書で使用されるとき、用語「膜貫通ドメイン」は、「チャネルドメイン」または「イオン孔ドメイン」（ＤＰＤ）と互換的に使用され、また細胞の脂質膜に広がり、イオンが、細胞外環境と細胞質との間を通過できるチャネルまたは孔をその膜に形成する蛋白質受容体の領域を指す。α７ ｎＡＣｈＲのリガンド結合ドメインを、リガンド開口型イオンチャネル由来のチャネルまたは膜貫通ドメインに機能的に融合させる。「機能的に融合した」は、リガンドがリガンド結合ドメインに結合することにより、イオンチャネルを開く構造変化を来たす（すなわち、チャネルコンダクタンスが増加する）ように、２つの蛋白質ドメインが連結されることを意味する。
【0021】
一実施態様では、膜貫通ドメインは、イオンチャネル型受容体のＣｙｓ−ループファミリーのリガンド開口型イオンチャネルに由来する。このファミリー由来のリガンド開口型イオンチャネルの例としては、イオンチャネル型ニコチン性アセチルコリン受容体、イオンチャネル型セロトニン受容体（たとえば５ＨＴ３）、イオンチャネル型グリシン受容体、およびイオンチャネル型ＧＡＢＡ受容体（たとえばＧＡＢＡＡおよびＧＡＢＡｃ受容体）が含まれるが、その限りではない。幾つかの実施態様では、リガンド開口型イオンチャネルは、たとえば５ＨＴ３受容体およびニコチン性アセチルコリン受容体等の、カチオン選択的である。他の実施態様では、リガンド開口型イオンチャネルは、たとえばＧＡＢＡ受容体およびグリシン受容体等の、アニオン選択的である。好ましい実施態様において、キメラ受容体の膜貫通ドメインは、５ＨＴ３受容体、ｎＡＣｈＲ受容体、グリシン受容体、またはＧＡＢＡ Ｃ受容体の膜貫通ドメインである。
【0022】
本発明の別の実施態様では、α７ ｎＡＣｈＲのリガンド結合ドメインに化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異（たとえば、選択性誘導性突然変異）がある。変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０に記載のアミノ酸配列における７７位、７９位、１３９位、または１４１位のアミノ酸残基の点変異を含むことができる。点変異の非限定的な例としては、Ｑ７９Ａ、Ｑ７９Ｇ、Ｌ１４１Ａ、Ｌ１４１Ｆ、Ｌ１４１Ｐ、Ｗ７７Ｆ、Ｗ７７Ｙ、およびＷ７７Ｍなどがあり、ここで、アミノ酸の同一性は、一文字アミノ酸コードで表される。やはり選択性を与える他の好適なアミノ酸点変異は、図3に示されており、またＱ７９Ｃ、Ｑ７９Ｄ、Ｑ７９Ｅ、Ｑ７９Ｈ、Ｑ７９Ｌ、Ｑ７９Ｐ、Ｑ７９Ｒ、Ｑ７９Ｓ、Ｑ７９Ｔ、Ｑ７９Ｗ、Ｑ１３９Ａ、Ｑ１３９Ｃ、Ｑ１３９Ｄ、Ｑ１３９Ｆ、Ｑ１３９Ｇ、Ｑ１３９Ｈ、Ｑ１３９Ｉ、Ｑ１３９Ｋ、Ｑ１３９Ｌ、Ｑ１３９Ｍ、Ｑ１３９Ｎ、Ｑ１３９Ｒ、Ｑ１３９Ｓ、Ｑ１３９Ｖ、Ｑ１３９Ｗ、Ｑ１３９Ｙ、Ｌ１４１Ｇ、Ｌ１４１Ｈ、Ｌ１４１Ｉ、Ｌ１４１Ｍ、Ｌ１４１Ｎ、Ｌ１４１Ｑ、Ｌ１４１Ｓ、Ｌ１４１Ｖ、およびＬ１４１Ｗを含む。好ましい実施態様において、リガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＷ７７Ｆである。別の好ましい実施態様において、リガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＱ７９ＡまたはＱ７９Ｇである。さらに別の好ましい実施態様において、リガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＬ１４１ＦまたはＬ１４１Ｐである。幾つかの実施態様では、キメラ受容体は配列番号２、配列番号３、配列番号４、配列番号５、配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１１、配列番号１２、または配列番号１３のアミノ酸配列を有する。キメラ受容体のリガンド結合ドメインは、アミノ酸配列中に２つ以上の変異を具有していてもよい。一例として、α７ ｎＡＣｈＲのリガンド結合ドメインは、アミノ酸配列の７９位および１４１位、またはアミノ酸配列の７９位および１３９位に点変異を含んでもよい。上に開示した具体的な変異のいずれかならびに追加的変異を一緒におこして、二重変異体、三重変異体、または多重変異キメラ受容体を生じさせることが可能である。
【0023】
本発明の受容体はまた、天然のリガンド、アセチルコリンに対する応答性を顕著に低減する変異も、α７ ｎＡＣｈＲのリガンド結合ドメインに含むことができる。アセチルコリンは脳内で産生されるため、ＡＣｈに対するキメラチャネルの感度を制限する変異は、合成リガンドの非存在下でチャネルが活性化される可能性を低減する。アセチルコリンへの結合を低減する好適な点変異としては、Ｙ１１５Ｆ、Ｑ７９Ｒ、Ｑ１３９Ｇ、Ｑ１３９Ｖ、Ｑ１３９Ｗ、Ｑ１３９Ｙ、Ｌ１４１Ａ、Ｌ１４１Ｑ、Ｌ１４１Ｓなどがあり、Ｙ１１５Ｆ、Ｑ１３９Ｇ、Ｌ１４１Ａ、およびＬ１４１Ｓが一部の実施態様で好ましい。これらの変異は、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆ等の、本願明細書に記載の選択性誘導変異のいずれかと組み合わせることができる。
【0024】
幾つかの実施態様では、本発明の受容体はまた、膜貫通ドメインにも、具体的にはＣｙｓ−ループイオンチャネルのＭ２領域およびＭ２領域に隣接する領域にも、変異を有し、これがコンダクタンス特性および減感特性に影響を及ぼす。
【0025】
他の実施態様では、本願明細書に記載の選択性誘導変異に加えて、本発明の受容体は、細胞質ドメインに、具体的にはＭ３〜Ｍ４ループに、変異を有し、これがイオンコンダクタンス特性に影響を及ぼす。たとえば、５ＨＴ３膜貫通ドメイン、Ｍ３〜Ｍ４ループの一部欠失、他のＣｙｓ−ループ受容体由来の配列との置換、または三重変異等の特異的変異を含むキメラ受容体では、Ｒ４２５Ｑ Ｒ４２９Ｄ Ｒ４３３Ａが、イオンチャネルのコンダクタンスを調節する。一実施態様では、キメラ受容体は、少なくとも１つの選択性誘導変異に加えて、三重変異Ｒ４２５Ｑ Ｒ４２９Ｄ Ｒ４３３Ａ を配列番号１に含み、これが、α７−５ＨＴ３キメラ受容体におけるコンダクタンスを上昇する（高コンダクタンスまたはＨＣと呼ばれる）。
【0026】
本発明はまた、本発明の変異キメラ受容体をコードする核酸も含む。幾つかの実施態様では、核酸は、配列番号２、配列番号３、配列番号４、配列番号５、配列番号７、配列番号８、配列番号９、配列番号１１、配列番号１２、または配列番号１３のアミノ酸配列を有する変異キメラ受容体をコードする。一実施態様において、核酸は、α７−ｎＡＣｈＲのリガンド結合ドメインおよびＧＡＢＡ Ｃ由来のイオン孔ドメイン（配列番号１０）を含むキメラ受容体をコードする。キメラ受容体をコードする核酸は、操作可能にプロモーターに連結して、遺伝子構築物またはベクターに組み込むことが可能である。プロモーターは、誘導性プロモーターおよび／または組織特異的プロモーターであってもよい。ニューロン特異的プロモーター、たとえばシナプシン、ＣＡＭＫＩＩおよびニューロン特異的エノラーゼを使用して、グリア細胞および上皮細胞等の散在細胞クラスよりも選択的に、ニューロンを標的とすることができる。ＴＲＰＶ１プロモーターを使用して、疼痛伝達性Ｃ線維を生じさせる侵害受容性感覚ニューロンを標的とすることができる。加えて、ＰＯＭＣプロモーター、ＮＰＹプロモーター、ＡＧＲＰプロモーター、ＭＣＨプロモーター、およびオレキシンプロモーターを使用して、肥満または食欲不振に関与するニューロンを標的とすることができる。他の好適なプロモーターは、標的とされる特定の細胞集団に応じて、当該技術分野の技術の１つで確認することができる。キメラ受容体をコードする核酸は、細胞のゲノムに組み入れてもよく、またはベクター内に含めてもよい。用語「ベクター」は、生物間、細胞間、または細胞成分間で、核酸を伝播および／または転移することができる手段を指す。ベクターは、自己複製するかまたは宿主細胞の染色体に組み入れることができる、プラスミド類、ウイルス類、バクテリオファージ類、プロウイルス類、ファージミド類、トランスポゾン類、人工染色体等々を含む。ベクターはまた、自己複製しない、ネイキッドＲＮＡポリヌクレオチド、ネイキッドＤＮＡポリヌクレオチド、同一ストランド内のＤＮＡおよびＲＮＡの両者からなるポリヌクレオチド、ポリリシン結合ＤＮＡまたはＲＮＡ、ペプチド結合ＤＮＡまたはＲＮＡ、リポソーム結合ＤＮＡ、等々であってもよい。幾つかの実施態様では、キメラ受容体をコードする核酸が、プラスミドまたはウイルスベクター内に含まれる。
【0027】
クローンニング、突然変異等々の、本発明に適用できる分子生物学的技法を記述している一般的テキストとしては、Berger and Kimmel, Guide to Molecular Cloning Techniques, Methods in Enzymology volume 152 Academic Press, Inc., San Diego,Calif. (Berger); Sambrook et al, Molecular Cloning--A Laboratory Manual（3rd Ed. ),Vol 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor,N. Y., 2000(“Sambrook”)およびCurrent Protocols in Molecular Biology, F. M. Ausubel et al. ,eds. ,Current Protocols, a joint venture between Greene Publishing Associates,Inc. and John Wiley & Sons, Inc.,(“Ausubel”)などがある。これらのテキストは、たとえば、本発明の新規なキメラ受容体の産生に関連した、突然変異誘発、ベクター類の使用、プロモーター類および多くの他の関連テーマについて記述している。蛋白質操作方法および組換えＤＮＡテクノロジーは、当業者に周知であり、また本願明細書に記載のガイダンスが与えられれば、本発明のキメラ受容体の産生に使用することができる。
【0028】
本発明はまた、神経細胞の興奮性を調節する方法も含む。「興奮性」は、活動電位を生成して伝播するニューロンの能力を指す。興奮性増大は、活動電位生成の閾値を低下させ（すなわち、活動電位誘発に、より少ない電流を要する）、興奮性の低減は、活動電位生成の閾値を上昇させる（すなわち、活動電位誘発に、より多い電流を必要とする）。一実施態様において、本方法は、キメラ受容体をコードする遺伝子構築物を、神経細胞で発現させる工程（ここで、そのキメラ受容体は、リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合したα７ ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、上記リガンド結合ドメインは、化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む）と、神経細胞を化合物に暴露する工程とを含む。神経細胞はインビトロであってもインビボであってもよい。
【0029】
本願明細書に記載の新規なキメラ受容体のいずれも、ニューロンの興奮性を調節する方法で使用することができる。一実施態様において、キメラ受容体は、カチオン選択的であるリガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインを含む。好ましい実施態様において、膜貫通ドメインは、５ＨＴ３受容体（α７−５ＨＴ３）由来の膜貫通ドメインである。これらの「カチオン」型のキメラ受容体を、それらの化合物リガンドで活性化することにより、このようなキメラ受容体を発現する神経細胞の興奮性を増大することができる。
【0030】
別の実施態様では、キメラ受容体は、アニオン選択的であるリガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインを含む。好ましい実施態様において、膜貫通ドメインは、グリシン受容体（α７−ＧｌｙＲｌ）由来の膜貫通ドメインである。別の好ましい実施態様において、膜貫通ドメインは、ＧＡＢＡ Ｃ受容体（α７−ＧＡＢＡ Ｃ）由来の膜貫通ドメインである。これらの「アニオン」型のキメラ受容体を、それらの化合物リガンドで活性化することにより、このようなキメラ受容体を発現する神経細胞の興奮性を減少させることができる。
【0031】
キメラ受容体は、本願明細書に記載の化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を有するα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含む。幾つかの実施態様では、少なくとも１つの変異は、配列番号１におけるＱ７９Ａ、Ｑ７９Ｇ、Ｌ１４１Ａ、Ｌ１４１Ｆ、Ｌ１４１Ｐ、Ｗ７７Ｆ、Ｗ７７Ｙ、およびＷ７７Ｍからなる群から選択される。他の実施態様では、少なくとも１つの変異は、配列番号６におけるＱ７９Ａ、Ｑ７９Ｇ、Ｌ１４１Ａ、Ｌ１４１Ｆ、Ｌ１４１Ｐ、Ｗ７７Ｆ、Ｗ７７Ｙ、およびＷ７７Ｍからなる群から選択される。ある実施態様では、少なくとも１つの変異は、配列番号１０におけるＱ７９Ａ、Ｑ７９Ｇ、Ｌ１４１Ａ、Ｌ１４１Ｆ、Ｌ１４１Ｐ、Ｗ７７Ｆ、Ｗ７７Ｙ、およびＷ７７Ｍからなる群から選択される。好ましくは、化合物は、野生型α７ニコチン性アセチルコリン受容体を活性化しない。
【0032】
本願明細書に記載の化合物は：（ａ）本願明細書に記載のようなニューロンの興奮性を調節する方法で；（ｂ）本願明細書に記載のような本発明のキットで；また（ｃ）本願明細書に記載のような神経系の疾患または障害を治療する方法で；新規なキメラ受容体と併せて使用することができる。一実施態様において、化合物は、化合物番号３Ｒ、６Ｒ、９Ｓ、１２Ｒ、１２Ｓ、１４Ｓ、１６Ｓ、１９Ｒ、１９Ｓ、２１Ｓ、２２Ｓ、２８Ｓ、３４Ｓ、３５Ｓ、３７Ｓ、３８Ｒ、３９Ｓ、４０Ｓ、４１Ｒ、４１Ｓ、４２Ｒ、４２Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１１５Ｓ、１１７Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、１３４Ｓ、１４８Ｓ、１４９Ｓ、１５４Ｓ、１５６Ｓ、１５７Ｓ、１５８Ｓ、１６３Ｓ、１６４Ｓ、１６５Ｓ、１７０Ｒ、２０８Ｓ、２１２、２４１、２４２、２４５、２５３、２５４、２５５、２７８Ｓ、２７９Ｓ、２８１Ｓ、２９２Ｒ、２９４Ｓ、２９５Ｓ、および２９６Ｓからなる群から選択される。
【0033】
幾つかの実施態様において、特定のキメラ受容体を１つまたは複数の特定の化合物と共に使用することができる。こうした組合せの一部の非限定的な例としては：（１）Ｗ７７Ｆ α７−５ＨＴ３（配列番号２）、Ｗ７７Ｆ α７−ＧｌｙＲｌ（配列番号７）、またはＷ７７Ｆ α７−ＧＡＢＡ Ｃ（配列番号１１）キメラ受容体と、２８Ｓ、３４Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、２７８Ｓ、２７９Ｓ、または２８１Ｓ合成化合物；（２）Ｑ７９Ａ α７−５ＨＴ３、Ｑ７９Ｇ α７−５ＨＴ３（配列番号３）、Ｑ７９Ａ α７−ＧｌｙＲｌ、Ｑ７９Ｇ α７−ＧｌｙＲｌ（配列番号８）、Ｑ７９Ａ α７−ＧＡＢＡ Ｃ、またはＱ７９Ｇ α７−ＧＡＢＡ Ｃ（配列番号１２）キメラ受容体と９Ｓ、１６Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、１１５Ｓ、１１７Ｓ、１３４Ｓ、１４８Ｓ、１４９Ｓ、１５４Ｓ、１５６Ｓ、１５７Ｓ、１５８Ｓ、１６３Ｓ、１６４Ｓ、１６５Ｓ、１７０Ｒ、２９２Ｒ、２９５Ｓ、または２９６Ｓ合成化合物；および３）Ｌ１４１Ｆ α７−５ＨＴ３（配列番号４）、Ｌ１４１Ｐ α７−５ＨＴ３、Ｌ１４１Ｆ α７−ＧｌｙＲｌ（配列番号９）、またはＬ１４１Ｐ α７−ＧｌｙＲｌ、Ｌ１４１Ｆ α７−ＧＡＢＡ Ｃ（配列番号１３）、またはＬ１４１Ｐ α７−ＧＡＢＡ Ｃキメラ受容体と、化合物番号１９Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓ、２０８Ｓ、２１２、２４１、２４２、２４５、２５３、２５４、２５５、または２９４Ｓの任意の１つが含まれる。
【0034】
特定の変異キメラ受容体を活性化する上での合成リガンドの有効性は、蛍光膜電位アッセイ、放射性結合アッセイ、ならびにピーク電流および持続電流の電圧固定測定法を含むがその限りではない幾つかのアッセイの１つで測定することができる（たとえば、実施例２および４を参照されたい）。たとえば、イオン流束の変化は、特定の合成化合物に暴露した時に、本発明の新規なキメラ受容体を発現する細胞または膜の電位の変化を測定することにより査定することが可能である。電流および膜電位の変化は、当該技術分野で周知の電圧固定技法およびパッチクランプ技法で測定することができる。その他の既知のアッセイとしては、放射標識イオン流束アッセイおよび電位感受性色素を使用する蛍光アッセイなどがある（たとえば、Vestergarrd-Bogind et al. J. Membrane Biol,88： 67-75 (1988)； Gonzales & Tsien, Chem. Biol, 4： 269-277（1997）；Daniel et aｌ, J. Pharmacol. Meth., 25： 185-193 （1991）；Holevinsky et al, J. Membrane Biology, 137： 59-70 (1994)を参照されたい）。このように、本発明は、上述のアッセイ（たとえば、蛍光膜電位アッセイまたはピーク／持続電流アッセイ）のいずれかで測定したとき、野生型α７ ｎＡＣｈＲに対してＥＣ５０＞７０μＭ、７５μＭ、８０μＭ、８５μＭ、９０μＭ、９５μＭ、または＞１００μＭ、を示し、変異α７受容体に対してＥＣ５０＜１５μＭ、１２μＭ、１０μＭ、８μＭ、６μＭ、５μＭ、４μＭ、３μＭ、２μＭ、または＜１μＭを示す合成リガンドを包含する。本願明細書で使用される「ＥＣ５０」または「最大半量の有効濃度」は、合成リガンドが最大半量の応答をもたらす濃度である。野生型受容体での、アセチルコリン等の完全作用物質への作用物質応答に比べて、ＨＥＫ細胞膜電位アッセイで、変異受容体に＞４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、または＞７５％最大応答をもたらす合成リガンド（実施例２を参照されたい）も本発明に含まれる。
【0035】
対象の細胞（たとえば、神経細胞）で、本発明の新規なキメラ受容体をコードする遺伝子構築物を導入するための、当技術分野で周知の方法は多数ある。たとえば、ベクターまたは遺伝子構築物を、物理的、化学的または生物学的手段によって、宿主細胞に転移することができる。ポリヌクレオチドを宿主細胞に導入するための物理的方法としては、リン酸カルシウム沈殿、ＤＥＡＥ−デキストラン、リポフェクション、粒子衝撃、微量注入、エレクトロポレーション、細胞超音波処理、受容体介在トランスフェクション等々が含まれる。
【0036】
対象のポリヌクレオチドを宿主細胞に導入するための生物学的方法としては、ＤＮＡベクターおよびＲＮＡベクターの使用などがある。ウイルスベクター類、特にレトロウイルスベクターは、遺伝子を哺乳動物細胞、たとえば、ヒト細胞に挿入するための、最も広く使用される方法となっている。他のウイルスベクターは、レンチウイルス、ポックスウイルス類、単純ヘルペスウイルスＩ、アデノウイルス類およびアデノ随伴ウイルス、ワクシニアウイルス等々から誘導することができる。たとえば、米国特許第５，３５０，６７４号および米国特許第５，５８５，３６２号を参照されたい。
【0037】
ポリヌクレオチドを宿主細胞に導入するための化学的手段としては、巨大分子複合体、ナノカプセル、ミクロスフェア、ビーズ等のコロイド分散系、および水中油型エマルジョン、ミセル、混合ミセル、およびリポソームを含む脂質をベースとする系が含まれる。インビトロおよびインビボで送達媒体として使用するのに好ましいコロイド系はリポソーム（すなわち、人工膜小胞）である。このような系の調製および使用は、当該技術分野で周知である。代表的な処方は、米国特許第５，９８１，５０５号；米国特許第６，２１７，９００号；米国特許第６，３８３，５１２号；米国特許第５，７８３，５６５号；米国特許第７，２０２，２２７号；米国特許第６，３７９，９６５号；米国特許第６，１２７，１７０号；米国特許第５，８３７，５３３号；および国際公開第０３／０９３４４９号にも開示されており、それらの全内容を参照により本願明細書に援用する。
【0038】
本発明はまた、化合物も提供する。これらの化合物は、本願明細書に記載のα７ ｎＡＣｈＲの変異リガンド結合ドメインの少なくとも１つに特異的に結合する。一実施態様では、化合物は式Ｉ：【化4】
【化5】
式中、
Ｒ１、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群から独立して選択され、ここで前記アリールおよびヘテロアリールは任意選択により、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで置換されており；
Ｒ２およびＲ３は、各々、水素、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニル、アリールおよびヘテロアリールの群から独立して選択され、ここで、前記アリールおよびヘテロアリールは、任意選択によりハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルで置換されているか、
または
Ｒ２およびＲ３は、それらが結合している炭素原子と一緒に、任意選択によりハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルキルスルホニルで置換された５員または６員の炭素環または複素環を形成するが、但し：（ａ）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の少なくとも１つは、水素ではなく；また（ｂ）Ｒ１およびＲ５のいずれもＣ１〜Ｃ６アルコキシでない場合、そのときはＲ３が存在しかつ水素ではない。
【0039】
式Ｉの化合物のある実施態様において、Ａは【化6】
式中Ｒ３は、任意選択によりハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで置換されたフェニルである。このような一実施態様において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素である。
【0040】
式Ｉの化合物のある他の実施態様において、Ａは【化7】
式中Ｒ３は、Ｃ３〜Ｃ６アルキル、Ｃ５〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２ハロアルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ２パーハロアルキル、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルである。このような一実施態様において、Ａは
【化8】
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素である。このような別の実施態様において、Ａは
【化9】
式中、Ｒ３は、Ｃ１〜Ｃ２パーハロアルキルまたはＣ３〜Ｃ６アルキルである。このような一実施態様において、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素であり；Ｒ１は、存在する場合、水素であり；Ｒ２は、存在する場合、水素である。
【0041】
式Ｉの一実施態様において、Ｒ１およびＲ５の少なくとも１つはメトキシ、エトキシまたはフェノキシである。このような一実施態様において、Ａは【化10】
式中、Ｒ１はメトキシ、エトキシまたはフェノキシであり；Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、各々、独立して水素、クロロ、フルオロ、メトキシ、エトキシ、メチルまたはエチルであり；Ｒ５は水素である。
【0042】
別の実施態様において、化合物は式ＩＩ：【化11】
式中、
Ａは任意選択によりハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキル、Ｃ１〜Ｃ６ハロアルキル、フラニルまたはチオフェニルで置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、ここで、前記フラニルおよびチオフェニルは、任意選択によりハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜 Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで置換されており；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素またはＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；
またはＲＡおよびＲＢはまとめると＝Ｏであり；かつ
ｎは０または１である。
【0043】
別の実施態様において、化合物は式ＩＩＩ：【化12】
‐‐‐は、各々、単結合または二重結合であり；
ＲＡおよびＲＢは、各々、水素であるかまたはＲＡおよびＲＢはまとめると＝Ｏであり；
Ｅは、−Ｎ、−ＮＨ、ＣＲＣ、またはＣＲＣＲＤであり；
ＲＣおよびＲＤは、各々、水素であるかまたはＲＣおよびＲＤはまとめると＝Ｏである）
の構造を有するか、またはその薬学的に許容される塩であって、
ここで、前記化合物は隣接した二重結合を含まない。
【0044】
このような一実施態様において、式ＩＩＩの化合物は、【化13】
【0045】
このような一実施態様において、式ＩＩＩの化合物は、構造：【化14】
【0046】
式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物はキラル炭素原子を含み、またＲエナンチオマーとＳエナンチオマーとの混合物（たとえば、ラセミ混合物）の状態であってもよく、実質的に純粋なＲエナンチオマーまたはＳエナンチオマーであってもよい。式Ｉ、ＩＩおよびＩＩＩの化合物のある実施態様では、Ｓエナンチオマーが好ましい。たとえば、ある実施態様では、対応する野生型キメラ受容体に対するよりも本発明の特定の変異したキメラ受容体に対して、ＳエナンチオマーはＲエナンチオマーよりも大きい選択性を示す。
【0047】
上述の通り、本発明は、治療を必要としている対象における、神経系と関連した疾患または障害を治療するための方法を提供する。一実施態様において、本方法は遺伝子構築物を、対象におけるニューロン集団に送達する工程（ここで、遺伝子構築物は変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体をコードし、変異は、上述の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える）と、その化合物を対象に投与する工程とを含む。本発明はまた、神経細胞の興奮性を調節する方法も提供する。一実施態様では、本方法は、キメラ受容体をコードしている遺伝子構築物を神経細胞で発現する工程（ここで、キメラ受容体は、リガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、前記リガンド結合ドメインは、上述の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む）と、神経細胞をその化合物に暴露する工程とを含む。加えて、本発明は、本願明細書に開示の本発明のキメラ受容体および上述の式Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの化合物を含むキットを提供する。
【0048】
このような一実施態様において、化合物は式Ｉで表され、式中、Ａは【化15】
式中、Ｒ３はフェニルである。任意選択によりハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで置換されており、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素であり、また変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＷ７７Ｆである。たとえば、このような一実施態様において、変異したキメラ受容体は、配列番号２、配列番号７または配列番号１１の配列を有する。
【0049】
このような別の実施態様において、化合物は式Ｉで表され、式中、Ａは【化16】
式中、Ｒ３はＣ３〜Ｃ６アルキル、Ｃ５〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２ハロアルコキシ、Ｃ１〜Ｃ２チオハロアルキル、Ｃ１〜Ｃ２パーハロアルキル、ジアルキルアミノまたはアルキルスルホニルであり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素であり、また変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＱ７９ＧまたはＱ７９Ａである。たとえば、このような一実施態様において、変異したキメラ受容体は、配列番号３、配列番号８または配列番号１２の配列を有する。
【0050】
このようなさらに別の実施態様において、化合物は式Ｉで表され、式中、Ａは【化17】
式中、Ｒ３はＣ１〜Ｃ２パーハロアルキルまたはＣ３〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ４およびＲ５は、各々、水素であり、Ｒ１は、存在する場合、水素であり、Ｒ２は、存在する場合、水素であり、また変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＱ７９ＧまたはＱ７９Ａである。たとえば、このような一実施態様において、変異したキメラ受容体は、配列番号３、配列番号８または配列番号１２の配列を有する。
【0051】
このような別の実施態様において、化合物は式Ｉで表され、式中、Ａは【化18】
式中、Ｒ１およびＲ５の少なくとも１つはメトキシ、エトキシまたはフェノキシであり、変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＬ１４１ＦまたはＬ１４１Ｐである。たとえば、このような一実施態様において、変異したキメラ受容体は、配列番号４、配列番号９または配列番号１３の配列を有する。
【0052】
このような一実施態様において、Ａは【化19】
Ｒ１はメトキシ、エトキシまたはフェノキシであり、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、各々、独立して、水素、クロロ、フルオロ、メトキシ、エトキシ、メチルまたはエチルであり、Ｒ５は水素である。
【0053】
このような別の実施態様において、化合物は式ＩＩで表され、式中、Ａは、ハロ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、Ｃ１〜Ｃ６チオアルキルまたはＣ１〜Ｃ６ハロアルキルで置換された、フェニル、ピリジル、ピラジニルまたはキノキサリニルであり、また変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＬ１４１ＦまたはＬ１４１Ｐである。たとえば、このような一実施態様において、変異したキメラ受容体は、配列番号４、配列番号９または配列番号１３の配列を有する。
【0054】
さらに別の実施態様において、化合物は式ＩＩＩで表され、変異α７ニコチン性アセチルコリン受容体のリガンド結合ドメインにおける少なくとも１つの変異は、配列番号１、配列番号６または配列番号１０におけるＬ１４１ＦまたはＬ１４１Ｐである。たとえば、このような一実施態様において、変異キメラ受容体は、配列番号４、配列番号９または配列番号１３の配列を有する。このような一実施態様において、化合物は、本願明細書に記載の化合物番号２１２である。
【0055】
「アルキル」は、直鎖、二級、三級または環状の炭素原子を含む炭化水素である。たとえば、アルキル基は、１〜２０個の炭素原子（すなわちＣ１〜Ｃ２０アルキル）、１〜１０個の炭素原子（すなわちＣ１〜Ｃ１０アルキル）、または１〜６個の炭素原子を有することができる（すなわちＣ１〜Ｃ６アルキル）。好適なアルキル基の例としては、メチル（Ｍｅ、−ＣＨ３）、エチル（Ｅｔ、−ＣＨ２ＣＨ３）、１−プロピル（ｎ−Ｐｒ、ｎ−プロピル、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−プロピル（ｉ−Ｐｒ、ｉ−プロピル、−ＣＨ（ＣＨ３）２）、１−ブチル（ｎ−Ｂｕ、ｎ−ブチル、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−メチル−１−プロピル（ｉ−Ｂｕ、ｉ−ブチル、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２）、２−ブチル（ｓ−Ｂｕ、ｓ−ブチル、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、２−メチル−２−プロピル（ｔ−Ｂｕ、ｔ−ブチル、−Ｃ（ＣＨ３）３）、１−ペンチル（ｎ−ペンチル、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−ペンチル（−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、３−ペンチル（−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）２）、２−メチル−２−ブチル（−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ３）、３−メチル−２−ブチル（−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）２）、３−メチル−１−ブチル（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２）、２−メチル−１−ブチル（−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、１−ヘキシル（−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、２−ヘキシル（−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、３−ヘキシル（−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３））、２−メチル−２−ペンチル（−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、３−メチル−２−ペンチル（−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３）、４−メチル−２−ペンチル（ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２）、３−メチル−３−ペンチル（−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＨ２ＣＨ３）２）、２−メチル−３−ペンチル（−ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）ＣＨ（ＣＨ３）２）、２，３−ジメチル−２−ブチル（−Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ（ＣＨ３）２）、３，３−ジメチル−２−ブチル（−ＣＨ（ＣＨ３）Ｃ（ＣＨ３）３、およびオクチル（−（ＣＨ２）７ＣＨ３）が含まれるが、その限りではない。
【0056】
「アルコキシ」は、式−Ｏ−アルキルを有する基を意味し、上で定義されたアルキル基が酸素原子を介して親分子に結合されている。アルコキシ基のアルキル部分は、１〜２０個の炭素原子（すなわちＣ１〜Ｃ２０アルコキシ）、１〜１２個の炭素原子（すなわち、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシ）、または１〜６個の炭素原子（すなわちＣ１〜Ｃ６アルコキシ）を有することができる。好適なアルコキシ基の例としては、メトキシ（−Ｏ−ＣＨ３または−ＯＭｅ）、エトキシ（−ＯＣＨ２ＣＨ３または−ＯＥｔ）、ｔ−ブトキシ（−Ｏ−Ｃ（ＣＨ３）３または−ＯｔＢｕ）等々が含まれるが、その限りではない。
【0057】
「アリール」は、親芳香族環系の炭素原子１個から水素原子１個を除去することによって誘導される一価芳香族炭化水素基を意味する。たとえば、アリール基は６〜２０個の炭素原子、６〜１４個の炭素原子、または６〜１２個の炭素原子を有することができる。一般に、アリール基としては、ベンゼン（たとえば、フェニル）、置換ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニル等々から誘導される基が含まれるが、その限りではない。「アリールオキシ」は、式−Ｏ−アリールを有する基を意味し、上で定義されたアリール基が酸素原子を介して親分子に結合されている。
【0058】
「ヘテロアルキル」は、１つまたは複数の炭素原子が、Ｏ、Ｎ、またはＳ等のヘテロ原子に置き換えられているアルキル基を指す。たとえば、親分子に結合されているアルキル基の炭素原子がヘテロ原子（たとえば、Ｏ、Ｎ、またはＳ）に置き換えられている場合、結果として生じるヘテロアルキル基は、各々、アルコキシ基（たとえば、−ＯＣＨ３等）、アミン（たとえば、−ＮＨＣＨ３、−Ｎ（ＣＨ３）２等）、またはチオアルキル基（たとえば、−ＳＣＨ３）である。親分子に結合されていないアルキル基の非末端炭素原子がヘテロ原子（たとえば、Ｏ、Ｎ、またはＳ）に置き換えられている場合、結果として生じるヘテロアルキル基は、各々、アルキルエーテル（たとえば、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３等）、アルキルアミン（たとえば、−ＣＨ２ＮＨＣＨ３、−ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２等）、またはチオアルキルエーテル（たとえば、−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ３）である。アルキル基の末端炭素原子がヘテロ原子（たとえば、Ｏ、Ｎ、またはＳ）に置き換えられている場合、結果として生じるヘテロアルキル基は、各々、ヒドロキシアルキル基（たとえば、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＨ）、アミノアルキル基（たとえば、−ＣＨ２ＮＨ２）、またはアルキルチオール基（たとえば、−ＣＨ２ＣＨ２−ＳＨ）である。ヘテロアルキル基は、たとえば、１〜２０個の炭素原子、１〜１０個の炭素原子、または１〜６個の炭素原子を有することができる。Ｃ１〜Ｃ６ヘテロアルキル基は、１〜６個の炭素原子を有するヘテロアルキル基を意味する。「ヘテロアルコキシ」は、式−Ｏ−ヘテロアルキルを有する基を意味し、上で定義されたヘテロアルキル基が酸素原子を介して親分子に結合している。
【0059】
本願明細書で使用される「複素環」または「ヘテロシクリル」としては、非限定的な例として、Paquette, Leo A.; Principles of Modern Heterocyclic Chemistry (W. A. Benjamin, New York,1968）の、特に１章、３章、４章、６章、７章、および９章;The Chemistry of Heterocyclic Compounds, A Series of Monographs"（John Wiley & Sons,New York, 1950から現在まで）の特に１３巻、１４巻、１６巻、１９巻、および２８巻;およびJ. Am. Chem. Soc. 26 (1960) 82： 5566に記載の複素環が含まれる。本発明の具体的な一実施態様において、「複素環」は、１つまたは複数（たとえば１、２、３、または４）の炭素原子がヘテロ原子（たとえばＯ、Ｎ、またはＳ）に置き換えられた、本願明細書で定義された「炭素環」を含む。用語「複素環」または「ヘテロシクリル」は、飽和環、部分的不飽和環、および芳香族環（すなわち、芳香族複素環）を含む。置換されたヘテロシクリルは、たとえば、カルボニル基を含む、本願明細書で開示される置換基のいずれかで置換された複素環を含む。カルボニル置換ヘテロシクリルの非限定的な例は：【化20】
【0060】
複素環の例としては、非限定的な例として、ピリジル、ジヒドロピリジル、テトラヒドロピリジル（ピペリジル）、チアゾリル、テトラヒドロチオフェニル、イオウ酸化テトラヒドロチオフェニル、ピリミジニル、フラニル、チエニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、テトラゾリル、ベンゾフラニル、チアナフタレニル、インドリル、インドレニル、キノリニル、イソキノリニル、ベンズイミダゾリル、ピペリジニル、４−ピペリドニル、ピロリジニル、２−ピロリドニル、ピロリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、オクタヒドロイソキノリニル、アゾシニル、トリアジニル、６Ｈ−１，２，５−チアジアジニル、２Ｈ，６Ｈ−１，５，２−ジチアジニル、チエニル、チアントレニル、ピラニル、イソベンゾフラニル、クロメニル、キサンテニル、フェノキサチニル、２Ｈ−ピロリル、イソチアゾリル、イソキサゾリル、ピラジニル、ピリダジニル、インドリジニル、イソインドリル、３Ｈ−インドリル、１Ｈ−インダゾリル、プリニル、４Ｈ−キノリジニル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シノリニル、プテリジニル、４ａＨ−カルバゾリル、カルバゾリル、β−カルボリニル、フェナントリジニル、アクリジニル、ピリミジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フラザニル、フェノキサジニル、イソクロマニル、クロマニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピペラジニル、インドリニル、イソインドリニル、キヌクリジニル、モルホリニル、オキサゾリジニル、ベンゾトリアゾリル、ベンズイソキサゾリル、オキシインドリル、ベンズオキサゾリニル、イサチノイル、およびビス−テトラヒドロフラニル：【化21】
【0061】
非限定的な例として、炭素結合複素環は、ピリジンの２位、３位、４位、５位、または６位、ピリダジンの３位、４位、５位、または６位、ピリミジンの２位、４位、５位、または６位、ピラジンの２位、３位、５位、または６位、フラン、テトラヒドロフラン、チオフラン、チオフェン、ピロールまたはテトラヒドロピロールの２位、３位、４位、または５位、オキサゾール、イミダゾールまたはチアゾールの２位、４位、または５位、イソオキサゾール、ピラゾール、またはイソチアゾールの３位、４位、または５位、アジリジンの２位または３位、アゼチジンの２位、３位、または４位、キノリンの２位、３位、４位、５位、６位、７位、または８位、あるいはイソキノリンの１位、３位、４位、５位、６位、７位、または８位で結合されている。さらにもっと典型的には、炭素結合複素環としては、２−ピリジル、３−ピリジル、４−ピリジル、５−ピリジル、６−ピリジル、３−ピリダジニル、４−ピリダジニル、５−ピリダジニル、６−ピリダジニル、２−ピリミジニル、４−ピリミジニル、５−ピリミジニル、６−ピリミジニル、２−ピラジニル、３−ピラジニル、５−ピラジニル、６−ピラジニル、２−チアゾリル、４−チアゾリル、または５−チアゾリルが含まれる。
【0062】
非限定的な例として、窒素結合複素環は、アジリジン、アゼチジン、ピロール、ピロリジン、２−ピロリン、３−ピロリン、イミダゾール、イミダゾリジン、２−イミダゾリン、３−イミダゾリン、ピラゾール、ピラゾリン、２−ピラゾリン、３−ピラゾリン、ピペリジン、ピペラジン、インドール、インドリン、１Ｈ−インダゾール、イソインドール、またはイソインドリンの２位、モルホリンの４位、およびカルバゾールまたはβ−カルボリンの９位で結合されている。さらにもっと典型的には、窒素結合複素環としては、１−アジリジル、１−アゼテジル、１−ピロリル、１−イミダゾリル、１−ピラゾリル、および１−ピペリジニルが含まれる。
【0063】
「ヘテロアリール」は、環中に少なくとも１つのヘテロ原子を有する一価芳香族ヘテロシクリルを指す。芳香族環中に含まれ得る好適なヘテロ原子の非限定的な例としては、酸素、イオウ、および窒素が含まれる。ヘテロアリール環の非限定的な例は、ピリジニル、ピロリル、オキサゾリル、インドリル、イソインドリル、プリニル、フラニル、チエニル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、カルバゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、ピラゾリル、イソチアゾリル、キノリル、イソキノリル、ピリダジル、ピリミジル、ピラジル等を含む、「ヘテロシクリル」の定義に挙げられているものの全てを含む。「ヘテロアリールオキシ」は、式−Ｏ−ヘテロアリールを有する基を意味し、上で定義されたヘテロアリール基は、酸素原子を介して親分子に結合されている。
【0064】
「アシル基」または「アルカノイル」は、炭素原子と酸素原子との間に二重結合（すなわちカルボニル基）が、またＲとその炭素との間に単結合がある、基本的な式ＲＣ（＝Ｏ）を有する官能基である。「Ｏ−アシル基」は、酸素原子を介して親分子に連結されている、上で定義されたアシル基である。
【0065】
「ハロゲン」またはハライドは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、またはアスタチン原子である。
【0066】
幾つかの実施態様において、化合物は式Ｉにおける構造を有し、式中Ｒ２は水素であり、またＲ４は水素である。他の実施態様において、化合物は式Ｉにおける構造を有し、式中Ｒ１はメトキシ基、エトキシ基、またはフェノキシ基であり、Ｒ２は水素であり、またＲ４は水素である。また他の実施態様において、化合物化合物は式Ｉにおける構造を有し、式中Ｒ１はメトキシ基、エトキシ基、またはフェノキシ基であり、Ｒ２は水素であり、Ｒ３は水素、メチル基、メトキシ基、または塩化物基であり、またＲ４は水素である。一実施態様において、化合物は式Ｉにおける構造を有し、式中Ｒ１はメトキシ基であり、Ｒ２は水素であり、Ｒ３は水素であり、またＲ４はメトキシ基である。ある実施態様において、化合物は８５Ｓ、８６Ｓ、８７Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓまたは９１Ｓである。
【産業上の利用可能性】
【0067】
本発明はキメラ受容体をコードする好適なベクターの医薬組成物、ならびに本発明の方法を実行するための合成リガンドの医薬組成物の使用を包含する。臨床適用を意図する場合、医薬組成物は、所期の適用に好適な形状で調製される。一般に、これは、発熱物質ならびにヒトまたは動物に有害な恐れがある他の不純物を本質的に含まない組成物の調製を必要とする。
【0068】
本発明の組成物は、薬学的に許容される担体または水性媒体中に溶解または分散させた有効成分（遺伝子構築物または合成リガンド）の有効量を含む。「薬学的に許容される」または「薬理学的に許容される」という用語は、動物またはヒトに投与したとき、有害反応、アレルギー反応、または他の不都合な反応を生じさせない分子実体および組成物を指す。本願明細書で使用されるとき、「薬学的に許容される担体」としては、ヒトへの投与に好適な医薬品等の、医薬品を処方する際の使用に許容される溶媒、緩衝液、溶液、分散媒体、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤等々が含まれる。このような媒体および薬剤の薬学的に活性な物質への使用は、当該技術分野で周知である。何らかの従来の媒体または薬剤が本発明の有効成分と不適合である場合を除き、治療用組成物でのその使用が意図される。組成物の有効成分（遺伝子構築物または合成リガンド）を不活化しなければ、補助的な有効成分もまた、組成物に組み入れることができる。
【0069】
薬学的に許容される担体としての役割を果たすことができる材料の例としては、ラクトース、グルコースおよびスクロース等の糖類；トウモロコシ澱粉および馬鈴薯澱粉等の澱粉類；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等のセルロースおよびその誘導体；トラガカント粉末；麦芽；ゼラチン；タルク；カカオバターおよび坐薬用ワックス等の賦形剤；落花生油、綿実油；紅花油；ゴマ油；オリーブ油；トウモロコシ油および大豆油等の油類；プロピレングリコール等のグリコール類；ラウリン酸エチルおよびラウリン酸エチル等のエステル類；寒天；水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウム等の緩衝剤；アルギン酸；無発熱物質水；等張食塩水；リンゲル液；エチルアルコール、およびリン酸緩衝液を含むがその限りではなく、ラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸等の、他の無毒の相溶性滑沢剤、ならびに着色剤、放出剤、コーティング剤、甘味料、香味料、芳香剤、保存料および酸化防止剤も、処方者の判断に従って組成物中に存在してもよい。
【0070】
本発明の活性な組成物は、伝統的な医薬品を含んでもよい。本発明によるこれらの組成物の投与は、標的組織（たとえば、ニューロン集団）がその経路で利用できる限りは、任意の一般的な経路を介してもよい。経路としては、経口、経鼻、または頬側が含まれる。あるいは投与は、皮内注入、皮下注入、筋肉内注入、髄腔内注入、脳内注入、腹腔内注入または静脈内注入によってでもよい。このような組成物は通常、上述のように、薬学的に許容される組成物として投与されるであろう。
【0071】
実例として、活性な化合物の溶液は、遊離塩基または薬理学的に許容される塩として、ヒドロキシプロピルセルロース等の界面活性剤と適切に混合した水中で調製することができる。分散液もまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコール類、およびそれらの混合物中および油中で調製することができる。通常の保存および使用条件下で、これらの調製は、一般に、微生物の成長を防止するために保存料を含む。
【0072】
注入可能な使用に好適な医薬品形態としては、たとえば、滅菌注射液または注射用分散剤の即時調製用の滅菌水溶液または分散および滅菌粉末が含まれる。概して、これらの製剤は無菌であり、また注入しやすさが存在する程度までの流体である。製剤は製造条件下および保存条件下で安定していなければならず、かつ細菌類および真菌類等の微生物の汚染作用から保護されなければならない。好適な溶媒または分散媒体は、たとえば、水、エタノール、ポリオール（たとえば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール、等々）、それらの好適な混合物、および植物油を含有してもよい。適切な流動性は、たとえば、レシチン等のコーティングの使用により、分散の場合には必要な粒径の維持により、また界面活性剤の使用によって、保持することができる。微生物の活動の防止は、様々な抗菌剤および抗真菌剤、たとえば、パラベン類、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール等々によりもたらすことができる。多くの場合、たとえば、糖類または塩化ナトリウム等の、等張剤を含むことが好ましいであろう。注射用組成物の持続的吸収は、吸収を遅らせる物質、たとえば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを組成物中に使用することによってもたらすことができる。
【0073】
滅菌注射液は、活性な化合物を好適な量で、必要に応じて他の成分（たとえば上に列挙した）と一緒に、溶媒に組み入れ、続いて濾過滅菌することにより調製することが可能である。概して、分散は、様々な滅菌した有効成分を、基本的な分散媒体および、たとえば上に列挙した所望の他の成分を含む、滅菌媒体に組み入れることによって調製される。滅菌注射液を調製するための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法は、予め滅菌濾過した溶液から有効成分と追加的な所望の成分を加えた粉末を生じる真空乾燥技法およびフリーズドライ技法である。
【0074】
本発明の組成物は概して、中性または塩の形で配合され得る。塩は、本発明の化合物の最終分離および精製の間にインサイチュで、または別個に遊離塩基基を好適な有機酸と反応させることによって、調製することができる。薬学的に許容される無毒の酸付加塩の例は、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸および過塩素酸等の無機酸とで、または酢酸、シュウ酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸またはマロン酸等の有機酸とで、またはイオン交換等の当該技術分野で使用される他の方法を使用して、形成されるアミノ基の塩である。他の薬学的に許容される塩としては、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、ホウ酸塩、酪酸塩、カンファ酸塩、カンファスルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコペプトン酸塩、グリセロリン酸塩、グルコン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヨウ化水素酸塩、２−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、２−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩、過硫酸塩、３−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩等々が含まれる。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等々が含まれる。さらなる薬学的に許容される塩としては、適切な場合、対イオン、たとえばハライド、水酸化物、カルボン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、低級アルキルスルホン酸塩およびアリールスルホン酸塩等を使用して形成される非毒性アンモニウム、第４級アンモニム、およびアミンカチオン類が含まれる。化合物の遊離カルボキシル基とで形成される塩は、無機塩基類（たとえば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニム、水酸化カルシウム、または水酸化第二鉄）から、または有機塩基類（たとえば、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカイン等々）から誘導することもできる。
【0075】
製剤に際して、液剤は好ましくは、投与製剤と適合する方法で、かつ治療に有効な量で投与される。製剤は、様々な剤形で、たとえば注射液、薬物放出カプセル等々で、容易に投与することができる。水溶液で非経口投与の場合、たとえば、溶液は概して適切に緩衝化され、まず液体希釈剤が、たとえば十分な食塩水またはグルコースで等張にする。このような水溶液は、たとえば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与、髄腔内投与、脳内投与、および腹腔内投与に使用することが可能である。当業者に周知の通り、特に本開示内容を考慮すると、滅菌水性媒体が使用されることが好ましい。実例として、単一用量を１ｍｌの等張ＮａＣｌ溶液に溶解し、そして１０００ｍｌの皮下注射用流体に加えるか、または提案されている注入部位に注射するかのいずも可能である（たとえば、“Remington's Pharmaceutical Sciences”15th Edition, １０３５〜１０３８ページおよび１５７０〜１５８０ページを参照されたい）。治療される対象の条件および使用される個々の有効成分（たとえば、合成リガンドまたは遺伝子構築物）に応じて、用量の若干の変動が必然的に生じる。投与に責任のある者は、いずれにしても、個々の対象に適切な用量を決定する。
【0076】
本発明はまた、本願明細書に開示されている本発明のキメラ受容体および少なくとも１つの化合物リガンドを含むキットも包含する。キットは、キメラ受容体をコードする遺伝子構築物および任意選択により宿主細胞または組織で遺伝子構築物を発現させるための説明書を含んでもよい。
【0077】
一実施態様において、キットはキメラ受容体および少なくとも１つの化合物を含み、ここでキメラ受容体のリガンド結合ドメインは、化合物への選択的結合を与える、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＷ７７Ｆ変異を有する。幾つかの実施態様において、化合物は２８Ｓ、３４Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、２７８Ｓ、２７９Ｓ、および／または２８１Ｓである。他の実施態様において、化合物は２８Ｓ、３４Ｓおよび／または１３２Ｓである。別の実施態様において、キットはキメラ受容体および化合物を含み、ここでキメラ受容体のリガンド結合ドメインは、化合物への選択的結合を与える、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０におけるＱ７９ＡまたはＱ７９Ｇ変異を有する。ある実施態様において、化合物は９Ｓ、１６Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、１１５Ｓ、１１７Ｓ、１３４Ｓ、１４８Ｓ、１４９Ｓ、１５４Ｓ、１５６Ｓ、１５７Ｓ、１５８Ｓ、１６３Ｓ、１６４Ｓ、１６５Ｓ、１７０Ｒ、２９２Ｒ、２９５Ｓ、および／または２９６Ｓである。他の実施態様において、化合物は９Ｓ、１６Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、および／または１６５Ｓである。さらに別の実施態様において、キットはキメラ受容体および化合物を含み、ここでキメラ受容体のリガンド結合ドメインは、化合物への選択的結合を与える、配列番号１、配列番号６、または配列番号１０のＬ１４１ＦまたはＬ１４１Ｐ変異を有する。幾つかの実施態様において、化合物は１９Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓ、２０８Ｓ、２１２、２４１、２４２、２４５、２５３、２５４、２５５、および／または２９４Ｓである。他の実施態様において、化合物は１９Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、および／または１１８Ｓである。
【0078】
本発明はまた、治療を必要としている対象における、神経系と関連した疾患または障害を治療する方法も含む。一実施態様において、本方法は対象のニューロン集団に遺伝子構築物を送達する工程（ここで、遺伝子構築物はキメラ受容体をコードし、キメラ受容体はリガンド開口型イオンチャネル蛋白質由来の膜貫通ドメインと融合したα７ニコチン性アセチルコリン受容体由来のリガンド結合ドメインを含み、前記リガンド結合ドメインは化合物への選択的結合を与える少なくとも１つの変異を含む）工程と、化合物を対象に投与する工程とを含む。好ましくは、化合物は血管脳関門を通過することができる。
【0079】
このような治療方法は、ニューロン活動の変化によって疾患または症状を改善することができる病状または他の生理学的状態で利用される。ニューロンの小集団の活動減少が治療効果をもたらす病状では、本発明のアニオン伝導性（anion-conducting)キメラ受容体（たとえばα７−ＧｌｙＲまたはα７−ＧＡＢＡ Ｃ）をこのようなニューロンで発現させ、続いてその目的に合わせた化合物で活性化して、これらのニューロンを休止させることが可能である。このような実施態様では、化合物を対象に投与した後、ニューロン集団の活動が減少する。反対に、ニューロン小集団の活動亢進が治療効果をもたらす病状では、本発明のカチオン選択的キメラ受容体（たとえば、α７−５ＨＴ３）をこのようなニューロンで発現させ、続いてその目的に合わせた化合物で活性化して、ニューロンにおける活動電位頻度を高めることが可能である。これらの実施態様では、化合物を対象に投与した後、ニューロン集団の活動が増強する。
【0080】
例として、本発明の方法で、対象の慢性疼痛を治療することができる。有痛性の刺激は、Ｃ線維と呼ばれる、軸索および樹状突起を生じさせるニューロンによって最初に感知され、神経系に伝播される。これらのニューロンの細胞体は、脊髄より抹消の後根神経節にある。これらの細胞体は、タッチ等の感覚情報を伝える後根神経節における他のニューロンよりも選択的に、遺伝子、サブスタンスＰおよびＴＲＰＶ１を発現する。本願明細書に記載の遺伝子送達技法（たとえば、ウイルスベクター）技術を使用して、サブスタンスＰプロモーターまたはＴＲＰＶ１プロモーターのいずれかの支配下にあるα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆまたはα７−ＧＡＢＡ Ｃ Ｌ１４１Ｆ等の、これらに限定されない、ニューロンサイレンサーをコードしているＤＮＡを標的にすることにより、イオンチャネルの選択的発現が達成される。これらのイオンチャネルをいったん発現すると、これらのキメラ受容体に対するリガンド、たとえば８９Ｓ、の存在下で、これらのニューロンの活動を選択的に低減させることができる。Ｃ線維を休止することにより、有痛性の刺激が検出されなくなる。このアプローチは、タッチの感知と関連している付随するＡ線維およびデルタ線維を休止させずに、Ｃ線維を選択的に休止させることが可能である。本願明細書に記載のものより特異性が低い技法を使用してＣ線維を休止させることは、疼痛の選択的ブロックの代わりに知覚麻痺等の、望ましくない感覚消失を招く結果となるであろう。
【0081】
本発明はまた、最終的に発作につながる脳内の過剰なニューロン活動の障害である、癲癇の治療にも適用することができよう。癲癇では、発作は特定の脳領域または主患部におけるニューロンの過活動に起因し、次には他の脳領域に広がり得る。ニューロン特異的プロモーターフラグメント、たとえばシナプシンプロモーターまたはニューロン特異的エノラーゼプロモーター等の支配下にあるキメラチャネルをコードしているウイルスベクターまたは他の伝的構築物を使用して、ニューロンのサイレンサー（silencer)、たとえばα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆまたはα７−ＧＡＢＡ Ｃ Ｌ１４１Ｆ等をこれらの過活動脳領域（たとえば、発作主患部におけるニューロン）に特異的に標的にすることができる。対象の領域におけるこれらのチャネルの発現は、これらのニューロンを、全身的に投与された本発明の合成リガンド、たとえば化合物８９等に対して感受性にさせ、必要とされる時（たとえば、発作が現れていたのであれば）に限ってこの脳領域を休止させるであろう。このことは、脳の残りを撹乱されていない状態にしておき、癲癇治療関連の副作用を著明に低減するであろう。上述の例は特定の実施態様を例示するものであり、決して本発明を制限するものではない。同様の方法を使用して、神経系と関連したアルツハイマー病、パーキンソン病、統合失調症、視床下部障害、およびハンチントン病を含むが、その限りではない、他の障害または疾患を治療することが可能であろう。
【0082】
以下の実施例は、本発明を例示するために説明するものであって、本発明を制限するものと解釈すべきではない。
【実施例】
【0083】
実施例１α７ニコチン性アセチルコリン受容体リガンド結合ドメインの変異体の生成
非天然の薬理学をα７ニコチン性アセチルコリン受容体（ｎＡＣｈＲ）のリガンド結合ドメイン（ＬＢＤ）に操作利用するために、リガンド−イオンチャネル相互作用のモデルを開発した。この相同性モデルは、ニコチンに結合した巻貝アセチルコリン結合蛋白質（ＡＣｈＢＰ）のＸ線結晶構造に基づいた（Celie et al (2004) Neuron, Vol. 41: 907-914）。相同性モデルは、ラットα７ ｎＡＣｈＲ由来の配列を、ＰＲＯＭＡＬＳ３Ｄ（http://prodata.swmed.edu/promals3d）を使用してニコチン（ＰＤＢ １ＵＷ６）に結合させたヨーロッパモノアライガイ（Lymnaea stagnalis）（モノアライガイ）ＡｃｈＢＰの結晶構造とアラインすることによって生成した。全ての計算機モデル化は、Chameleonソフトウェアパッケージ内で実施した。ＡｃｈＢＰと比較したα７ ｎＡＣｈＲ配列における挿入および欠失は、α７配列の端から端までスライドウインドを使用して、類似した終端を有する二次構造要素について蛋白質データバンク（Protein Data Bank（ＰＤＢ）)を検索することによりモデル化した。蛋白質側鎖は、既述の通り（Lovell et al（2000）“The Penultimate Rotamer Library”, Proteins: Structure Function and Genetics, Vol. 40: 389−408; Lovell et al. (2003) “Structure Validation by Cα Geometry：φ,ψ and Cβ Deviation”, Proteins: Structure, Function and Genetics, Vol. 50: 437-450）、骨格非依存性回転異性体ライブラリーと共に手作業で追加した相違点を使用して再構築した。
【0084】
選択的α７ ｎＡＣｈＲ作用物質であるＰＮＵ−２８２９８７は、プロトン化三級アミンがＷ１７１と相互に作用するニコチン類似の結合様式で、この相同性モデルに結合させた（図１Ｃ参照）。アミノ酸の番号付けは、本願明細書で使用されるｃＤＮＡ配列の翻訳に基づいており、またシグナルペプチドを含むことに留意されたい。ＰＮＵ分子は、Chem3D（CambridgeSoft）を使用してモデル化し、半手作業で、α７ ｎＡＣｈＲ結合ポケットに結合させた。具体的には、第４級アミンをニコチン分子のそれの上に重ね、Ｈ−Ｎ軸の周りを自由に回転させることが可能となり、ＡｃｈＢＰ／α７ ｎＡＣｈＲの骨格カルボニルとのこの「ファーマコフォア」水素結合を保存した。最小エネルギー立体構造を決定し、次いで、ＰＮＵ分子との関連で、周囲の蛋白質側鎖を再度配置した。得られた複合体モデルは、主鎖「バックラブ（backrub）」の反復適用および側鎖最適化によって固定したMolProbity（http://molprobity.biochem.duke.edu/）を使用して、クラッシュについてスクリーニングした。ＰＮＵ誘導体も、Chem3Dでモデル化した；変異体構造は、単一側鎖の選択的置換によって得た。画像は全て、PyMOL（http://pymol.sourceforge.net/）で作成した。
【0085】
既に報告されたα７−５ＨＴ３ａキメラ受容体を有するベンズアミドキヌクリジンの構造活性関係（Bodnar, et al (2005) Journal of Medicinal Chemistry, Vol. 48: 905-908）に基づいて、本出願人らは、ベンズアミドのバルキーな置換は、受容体活性に有害であるという結論を下した。したがって、小分子作用物質に関して選択性を有するα７ ｎＡＣｈＲ ＬＢＤを設計するために、これらのバルキーな基を収容できるであろうＬＢＤ変異を同定した。相同性モデルでベンズアミド官能基に隣接したアミノ酸に変異を作った（たとえばＷ７７、Ｑ７９、Ｑ１３９、Ｌ１４１；図１Ｃ参照）。より嵩高いリガンドを収容できるためには、モデルは、ＬＢＤの立体的な嵩の低減を要したが、これらの残基の修飾は、より小さいアミノ酸だけに制限しなかった。代わりに、これらの位置のそれぞれを１９の代替アミノ酸の１つに変異させ、総計７６の単一変異チャネルを作成した。全７６変異のリストに関しては、図１ＧのＸ軸を参照されたい。より大きいリガンドの結合に有利に働き得る予期せぬ立体構造効果を生じ得る蛋白質構造における複雑な相互作用を説明するために、この変異によるアプローチを採用した。
【0086】
マウスセロトニン作動性イオンチャネル型受容体（５ＨＴ３）の膜貫通ドメインと融合したヒトα７ ｎＡＣｈＲ由来のリガンド結合ドメインを含有するキメラ受容体の部位特異的突然変異誘発は、上述の７６の単一チャネル変異体のそれぞれを作り出すための標準技法を使用して実施した。ヒト／マウスα７−５ＨＴ３キメラ受容体の野生型アミノ酸配列を図１０に示す（配列番号１）。
【0087】
実施例２．α７ ｎＡＣｈＲ−５ＨＴ３キメラ受容体変異体の機能的特性化。実施例１で記述した通り、ヒト／マウスα７−５ＨＴ３キメラ受容体を鋳型として使用して、α７ ＬＢＤにおける点変異を生じさせた。このキメラ受容体は異種細胞培養系でよく発現し、また天然のα７ ｎＡＣｈＲに比べて緩徐な脱感作動態学を示す（Eisele et al (1993) Nature, Vol 366: 479-483）。市販のトランスフェクション試薬（FuGene HD, Roche Applied Science）を使用して、ＨＥＫ２９３細胞（ＡＴＣＣ ＣＲＬ−１５７３）に、７６の単一α７−５ＨＴ３受容体変異体の１つをコードしている単一プラスミドをトランスフェクトした。７６の異なるα７−５ＨＴ３受容体変異体のそれぞれを、イオンチャネル機能および細胞表面発現に関して事前選別した。
【0088】
イオンチャネル機能は、市販の蛍光ベース膜電位（ＭＰ）アッセイ（MDS Analytical Technologies）を使用して測定した。簡単に記載すると、ＭＰアッセイは、キメラ受容体を発現している細胞に、細胞の膜電位が変化した時に特定の波長の蛍光を発する電位感受性色素を負荷することを含む。蛍光の増強は細胞内へのイオン流束と相関関係があり、したがってイオンチャネル活性の尺度となる。野生型α７−５ＨＴ３キメラ受容体かまたは単一変異受容体の１つのいずれかを発現しているＨＥＫ細胞を、単一濃度の３つの異なる従来のα７ ｎＡＣｈＲ用リガンド：アセチルコリン（Ａｃｈ）、ニコチン、およびＰＮＵ−２８２９８７（図１Ｂ）に暴露した。ＰＮＵ−２８２９８７に対するα７−５ＨＴ３応答の全細胞電圧固定記録は、定常状態電流（Ｉｓｓ）まで減感する（ｔ１/２＝０．２６±０．０５秒）初期ピーク電流（Ｉｐｅａｋ）を示す（図１Ｄ）。分という時間で、リガンドの使用と共に、最終的にこのチャネルを道具として使用するため、Ｉｓｓは、リガンド有効性を査定するのに最も重要な値である。イオンチャネル機能のハイスループット測定のために、プレートリーダー適合蛍光ベース膜電位（ＭＰ）アッセイを使用した（図１Ｅ）。このアッセイによる用量反応曲線は、チャネルの持続的リガンド活性化に起因するＩｓｓを表した（図１Ｆ）。全細胞電圧固定で測定されたＩｐｅａｋに関するＥＣ５０は一般に、Ｉｓｓより３〜１０倍高かった（図１Ｆ、表２）。このように、ＭＰアッセイは、α７−５ＨＴ３キメラ受容体のイオンチャネル活性化を測定するのに好適な方法である。７６の変異キメラ受容体のそれぞれについて、ＭＰアッセイで測定されたＡＣｈ（１００μＭ）、ニコチン（１００μＭ）、およびＰＮＵ−２８２９８７（１０μＭ）に対する応答を、ＡＣｈ（１００μＭ）に対する応答に標準化した。結果を図１Ｇのカラーマップに示す。
【0089】
野生型および変異α７−５ＨＴ３キメラ受容体の細胞表面発現は、表面結合Alexa−５９４標識したα−ブンガロトキシン用の蛍光アッセイを使用して決定した。細胞表面α−ブンガロトキシン結合部位の相対量（たとえばキメラ受容体の細胞表面発現）は、非浸透化条件下でα７−５ＨＴ３を発現している細胞に比べて、α７−５ＨＴ３変異キメラ受容体を発現している細胞に結合したＡｌｅｘａ−５９４標識α−ブンガロトキシンの蛍光強度を標準化することにより測定した。３つのリガンドのどれかで＞４０％表面発現および＞５０％活性を示している変異キメラ受容体を、追加的用量反応アッセイに使用した（図１Ｇ）。
【0090】
実施例３変異α７ ｎＡＣｈＲ−５ＨＴ３キメラ受容体用の選択的リガンドの同定
焦点を合わせた、３−アミノキヌクリジンベンズアミドの７１メンバーライブラリーを合成した（図２）。ライブラリー内の化合物の一部に関する代表的な化学的合成手順を、本実施例の終わりに記載する。α７−５ＨＴ３が、３−アミノキヌクリジンベンズアミドのＲエナンチオマーによって優先的に活性化されることは、以前に報告されている（Bodnar et al (2005) Journal of Medicinal Chemistry, Vol. 48: 905-908）。さらに、ベンズアミドおよびバルキーな４’−ベンズアミド置換基の２’−置換は、α７−５ＨＴ３キメラ受容体の活性に最も悪影響を及ぼすと報告されている。したがって、本出願人らは、分子のライブラリーを、α７−５ＨＴ３「野生型」（ｗｔ）受容体に対する活性が最低であろう置換基へと偏りを持たせた。加えて、化合物の多くのＳエナンチオマーも合成した。
【0091】
ＭＰアッセイを使用して、４３のα７−５ＨＴ３一アミノ酸変異および３−アミノキヌクリジンベンズアミドならびにＡＣｈ、ニコチン、およびＰＮＵ−２８２９８７（図３）に対して、１１１８の用量反応曲線を測定した。とりわけ、野生型α７−５ＨＴ３受容体に比べて、変異キメラ受容体に対して選択的な活性を示す幾つかの変異イオンチャネル−リガンド組合せがあった（図４）。ほとんどの場合、個々の化合物のＳエナンチオマーが、野生型α７−５ＨＴ３キメラ受容体を超えて、最大の選択性を与えた。１つの例外は、３８Ｒとα７−５ＨＴ３Ｑ７９Ｇとの相互作用であった（ＥＣ５０＝１．６μＭ、α７−５ＨＴ３ ｗｔに対して無活性）。本出願人らは、Ｗ７７Ｆ（配列番号２）、Ｑ７９Ｇ（配列番号３）、およびＬ１４１Ｆ（配列番号４）変異α７−５ＨＴ３キメラ受容体を、さらなる調査研究用に選択した。用量反応曲線から、Ｗ７７Ｆ、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆ変異キメラ受容体と化合物２８Ｓ、３４Ｓ、９Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、および１９Ｓとの特異的相互作用が明らかになった（図４）。これらの変異キメラ受容体の活性化に関するこれらの３化合物のＥＣ５０は、０．８〜３μＭの範囲であった。重要なことは、これらの化合物（２８Ｓ、３４Ｓ、９Ｓ、２２Ｓ、３８Ｒ、および１９Ｓ）が非修飾α７−５ＨＴ３受容体を活性化させなかったことである。これらの化合物に加えて、α７−５ＨＴ３変異受容体と約１０μＭのＥＣ５０を示すライブラリー由来の化合物との選択的相互作用が多数認められた。
【0092】
幾つかのリガンド−イオン組合せは、互いに対して選択性も示した（図５）。２８Ｓのフッ素化類縁体である化合物１３２Ｓ（ＥＣ５０ＭＰ＝４．３±０．５μＭ）は、Ｑ７９Ｇ変異およびＬ１４１Ｆ変異を有する受容体よりもα７−５ＨＴ３ Ｗ７７Ｆを選択的に活性化した。同様に、２２Ｓおよび８９Ｓは、各々、Ｑ７９ＧおよびＬ１４１Ｆ選択的であった。このような選択性は、同一生物における多数のニューロン集団の別々の操作を可能にする道具を開発するために重要な特徴である。
【0093】
１９Ｓとα７−５ＨＴ３ Ｌ１４１Ｆ変異キメラ受容体との選択的相互作用を改善するために、８つの３−アミノキヌクリジン−２’−アルコキシベンズアミド類縁体を合成して試験した（表１）。ジメトキシ誘導体、８８Ｓおよび８９Ｓは、この変異受容体に対する有効性で５〜１０倍の改善を示した（ＥＣ５０ＭＰ，８８Ｓ：０．１±０．１μＭ；８９Ｓ：０．４±０．１μＭ）が、α７−５ＨＴ３ ｗｔ受容体に対しては全く活性を示さなかった。
【0094】
【表1】
【0095】
リガンド−受容体アフィニティもまた、リガンド結合部位における追加的変異で改善することが可能であろう。α７−５ＨＴ３ Ｑ１３９Ｍチャネルからの用量反応曲線の解析は、α７−５ＨＴ３ ｗｔを活性化した多数のリガンドに対して、より高い有効性を示す。しかし、この変異によって与えられる選択性はほとんどない。本出願人らは、上述の選択性変異と組み合わせれば、同定された相互作用も改善できるであろうと判断した。これらの結合部位変異は共存できる場合もあり、それぞれ３８Ｒ（ＥＣ５０ＭＰ＝０．２３±０．０７μＭ）および２２Ｓ（ＥＣ５０ＭＰ＝０．０６±０．０４μＭ）を用いたとき、α７−５ＨＴ３ Ｑ７９Ｇ Ｑ１３９Ｍは、α７−５ＨＴ３ Ｑ７９Ｇに比べて、有効性で８倍および２０倍の改善を示した（表２、図６）。
【0096】
実施例４．化合物リガンドによる変異α７ ｎＡＣｈＲおよびキメラ受容体の有効性数シリーズの小分子を調製して、野生型α７−５ＨＴ３への結合に対する分子の活性および選択性を比較した。化合物２８Ｓ、３４Ｓ、９６Ｒ、９７Ｒ、１３１Ｓ、１３２Ｓ、２７８Ｓ、２７９Ｓ、および２８１Ｓは、各々、ｗｔ α７−５ＨＴ３に対して約１００μＭというＥＣ５０値を有し、α７−５ＨＴ３ Ｗ７７Ｆに対して約０．８〜約７．７μＭというＥＣ５０値を有する。化合物１６５Ｓ、１６Ｓ、１１５Ｓ、１６３Ｓ、１１７Ｓ、１５４Ｓ、１４９Ｓ、１６４Ｓ、２２Ｓ、１５７Ｓ、１７０Ｒ、１５６Ｓ、２９５Ｓ、２９２Ｒ、２９６Ｓ、３８Ｒ、１３４Ｓ、および１４８Ｓは、各々、ｗｔ α７−５ＨＴ３に対して約１００μＭというＥＣ５０値を有し、α７−５ＨＴ３ Ｑ７９Ｇに対して約０．８〜約７．８μＭというＥＣ５０値を有する。化合物１９Ｓ、８５Ｓ、８６Ｓ、８８Ｓ、８９Ｓ、９０Ｓ、９１Ｓ、１１８Ｓ、１１９Ｓ、１２０Ｓ、１２１Ｓ、１２７Ｓおよび２９４Ｓは、各々、ｗｔ α７−５ＨＴ３に対して約１００μＭというＥＣ５０値を有し、α７−５ＨＴ３ Ｌ１４１Ｆに対して、約０．１〜約３．４μＭというＥＣ５０値を有する。化合物２１２、２４１、２４２、２５３、２５４、および２５５は、各々、ｗｔ α７−５ＨＴ３に対して約１００μＭというＥＣ５０値を有し、α７−５ＨＴ３ Ｌ１４１Ｆに対して約０．１〜約１５μＭというＥＣ５０値を有する。
【0097】
表２は、キメラチャネルに対する様々な合成リガンドの代表的なＥＣ５０値を示す。
【0098】
【表2】
【0099】
脳内で使用するための、これらの選択的ＬＢＤを開発するために、内在性リガンド、ＡＣｈに対する応答性も低減した。ＡＣｈの定常状態濃度が、このチャネルの活性化閾値より顕著に低い１００ｎＭ以上に上昇しないため、ＥＣ５０Ｉｐｅａｋをシフトすることに注目した（Vinson and Justice (1997) Journal of Neuroscience Methods, Vol. 73: 61-67）。α７ ｎＡＣｈＲに関しては、α７−５ＨＴ３ Ｙ１１５ＦおよびＹ２１０Ｆに相当する残基の変異は、ＡＣｈ応答性を選択的に排除するが、ニコチン効果には概ね影響しないままであることが以前に報告されている（Galzi et al (1991) FEBS Letters, Vol. 294: 198-202）。ニコチンとアミノキヌクリジンベンズアミドの薬理学的特性は類似しているにも関わらず、α７−５ＨＴ３に関しては、これらの変異はＰＮＵ−２８２９８７の効果を大幅に低減または除去した。しかし、図１Ｇの精査により、ＡＣｈ応答性を減らす多数の結合部位変異が明らかになった。本出願人らは、一部は選択性誘導変異と組み合わさって、内在性受容体に対して直交するリガンド選択性を有するリガンド結合ドメインを生じ得るものの、生理的レベルのＡＣｈに無反応であると判断した。実際、α７−５ＨＴ３ Ｑ７９Ｇ Ｑ１３９Ｇは、２２Ｓに対する応答性を保持した（ＥＣ５０Ｉｓｓ＝２．７±１．０μＭ，ＥＣ５０Ｉｐｅａｋ＝１１．６±３．６μＭ）が、ＡＣｈについては（ＥＣ５０Ｉｐｅａｋ＝２９６±６４μＭ）、追加的Ｑ１３９Ｇ変異により、効果はα７−５ＨＴ３ Ｑ７９Ｇからほぼ８倍シフトする結果となった（ＡＣｈ：ＥＣ５０Ｉｐｅａｋ＝３８±２μＭ）。またα７−５ＨＴ３ Ｑ７９Ｇ Ｌ１４１Ｓについては、Ｌ１４１Ｓ変異の追加により、９Ｓの効果は僅かにシフトしたに過ぎなかったが、ＡＣｈ応答性（ＥＣ５０Ｉｐｅａｋ＝３５６±１６μＭ）は、ほぼ１０倍シフトした（表２）。
【0100】
カチオンチャネルを活性化するニューロンを開発するために、α７−５ＨＴ３チャネルを、１００倍のコンダクタンス上昇を提供すると報告された既述の３つの変異でさらに修飾した：Ｒ４２５Ｑ Ｒ４２９Ｄ Ｒ４３３Ａ。この高コンダクタンス（ＨＣ）変異を追加することにより、リガンド適用時に、予想したチャネルノイズの増加を示した（図７Ａ）。皮質２／３層ニューロンにおけるα７−５ＨＴ３ ＨＣ Ｌ１４１Ｆの発現後、化合物８９Ｓ（３μＭ）はこれらのニューロンにおける発火頻度を持続的に高めた（図７Ｂ）。
【0101】
ニューロンサイレンシングについて、グリシン受容体 ＩＰＤと融合したα７ Ｑ７９Ｇまたはα７ Ｌ１４１Ｆ（それぞれ配列番号８および９）を使用して、キメラチャネルを生成した。これらのチャネルは、大きいゆっくり活性化する電流を生み出した（図８Ａ）。上述のニューロンアクティベーターとの直交性を最大化するために、α７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆ（配列番号９）をさらに開発した。このチャネルを発現している細胞におけるリガンド活性化電流は塩化物逆転電位で逆転を示し、予想通り、それが塩化物チャネルとして機能したことが分かる（図８Ｂ）。注目すべき特性は極端に緩徐なチャネル活性化であり、このことは、α７−ＧｌｙＲについて以前に特性化されていた（Grutter et al (2005) Proc．Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 102: 18207-18212）。この緩徐な活性化は、高速のシナプスＡＣｈ活動による好ましくない活性化のためのローパス・フィルターの役割を果たすと予期される有用な特徴である。このチャネルの既に低いＡＣｈ応答性を低減するＹｌ１５Ｆ変異でα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆを修飾することにより、ＡＣｈ応答性をさらに減らすことができる（表２）。
【0102】
α７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆ Ｙｌ１５Ｆを発現している皮質２／３層ニューロンは、興奮性の劇的な低減を示す。これは、基電流とも呼ばれる、誘発に必要な電流量および活動電位によって測定した（図８Ｃ）。本出願人らは、ニューロンを発現しているα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆ Ｙ１１５Ｆの基電流と非トランスフェクト細胞の差を発見した。しかし、１０μＭの化合物８９Ｓの存在下で、基電流は１０倍増加し、これらのニューロンにおける興奮性の大幅な低減を示した。とりわけ、非トランスフェクト細胞は、化合物８９Ｓの存在下で基電流の変化を何も示さなかった。重要なことは、ニューロンの興奮性に対する作用は急速に元へ戻すことができ、薬物を含まない緩衝液で８９Ｓを洗い流したときにニューロンの興奮性が元に戻ったことである。
【0103】
本出願人らは、ウイルス遺伝子送達ベクターと共に細胞型特異的プロモーターを使用して、このサイレンシング能力も証明した。遺伝子発現を神経細胞型に制限するシナプシンプロモーターを使用して、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）遺伝子送達ベクターにおけるα７−ＧｌｙＲ Ｌ１４１Ｆの発現を駆動した。このウイルスを形質導入したニューロンは化合物８９Ｓによりサイレンシング感受性にされる（図９Ａ）が、非形質導入ニューロンは化合物８９Ｓにより影響されなかった（図９Ｂ）。これらの実験は、これらの変異キメライオンチャネルを有する特異的な細胞集団を標的として、電気的活動を確実に操作する能力を示す。
【0104】
実施例５．化学合成標準手順および化学変換および関連方法は当業者に周知であり、このような方法および手順は、たとえば、Fiesers' Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons, New York, NY, 2002; Organic Reactions, vols. 1-83, John Wiley and Sons, New York, NY, 2006; March J. and Smith M., Advanced Organic Chemistry, 6th ed., John Wiley and Sons, New York, NY;および Larock R. C., Comprehensive Organic Transformations, Wiley-VCH Publishers, New York, 1999等の標準的な参考文献に既述されている。
【0105】
Varian PrepStar Model SD-1装置と共にAgilent prep-C18分取カラム３０×１５０ｍｍ １０ミクロンを使用して、分取ＨＰＬＣを実施した。検出および補正波長は２４０ｎｍであり、流速は２５ｍｌ／分であった。溶媒Ａ：０．１％ＴＦＡを含む水、溶媒Ｂ：メタノール。１０％Ｂに、１０％Ｂで５分間保持、４５分 ６０％Ｂに。
【0106】
実施例５Ａ．（Ｓ）−２−メトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド（１９Ｓ）【化22】
【0107】
実施例５Ｂ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（トリフルオロメチル）ベンズアミド（２２Ｓ）【化23】
【0108】
実施例５Ｃ．（Ｓ）−４−ブチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド（化合物９Ｓ）【化24】
【0109】
実施例５Ｄ．（Ｓ）−５−ブチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ピリジン−２−カルボキサミド（化合物１６Ｓ）【化25】
【0110】
実施例５Ｅ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（チオフェン−２−イル）ベンズアミド（化合物３４Ｓ）【化26】
【0111】
実施例５Ｆ．（Ｓ）−２，４−ジメトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド（化合物８８Ｓ）【化27】
【0112】
実施例５Ｇ．（Ｓ）−４−メチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１７６Ｓ）【化28】
【0113】
実施例５Ｈ．（Ｓ）−４−エチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１６２Ｓ）【化29】
【0114】
実施例５Ｉ．（Ｓ）−４−プロピル−Ｎ−（キヌクリジン−S−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１６５Ｓ）【化30】
表題の化合物は、化合物１９Ｓの合成で使用した手順に従い、ｏ−メトキシ安息香酸の代わりに４−プロピル安息香酸を使用して合成した。１Ｈ ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ，メタノール−Ｄ４） δ（ｐｐｍ）：７．８０（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），７．３１（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），４．４４（ｍ，１Ｈ），３．８３（ｍ，１Ｈ），３．４１−３．２８（ｍ，５Ｈ），２．６６（ｔ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），２．３６（ｍ，１Ｈ），２．２４（ｍ，１Ｈ），２．０９（ｍ，２Ｈ），１．９３（ｍ，１Ｈ），１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９５（ｔ，Ｊ＝６Ｈｚ，３Ｈ）．Ｃ１７Ｈ２４Ｎ２Ｏ＝２７２．１９ ＬＣＭＳ（Ｍ＋Ｈ）：ｍ／ｚ ２７３
【0115】
実施例５Ｊ．（Ｓ）−４−ペンチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１１５Ｓ）【化31】
表題の化合物は、化合物１９Ｓの合成で使用した手順に従い、ｏ−メトキシ安息香酸の代わりに４−ペンチル安息香酸を使用して合成した。１Ｈ ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ，メタノール−Ｄ４） δ（ｐｐｍ）：７．８０（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），７．３１（ｄ，Ｊ＝１２Ｈｚ，２Ｈ），４．４５（ｍ，１Ｈ），３．８２（ｍ，１Ｈ），３．４３−３．２７（ｍ，５Ｈ），２．６７（ｔ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ），２．３６（ｍ，１Ｈ），２．２４（ｍ，１Ｈ），２．０９（ｍ，２Ｈ），１．９２（ｍ，１Ｈ），１．６４（ｍ，２Ｈ），１．３４（ｍ，２Ｈ），０．９０（ｔ，Ｊ＝８Ｈｚ，３Ｈ）．Ｃ１９Ｈ２８Ｎ２Ｏ＝３００．２２ ＬＣＭＳ（Ｍ＋Ｈ）：ｍ／ｚ ３０１
【0116】
実施例５Ｋ．（Ｓ）−４−ブトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１１６Ｓ）【化32】
【0117】
実施例５Ｌ．（Ｓ）−４−（ペンチルオキシ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１１７Ｓ）【化33】
【0118】
実施例５Ｍ．（Ｓ）−４−イソプロピル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１６３Ｓ）【化34】
【0119】
実施例５Ｎ．（Ｓ）−４−（ジメチルアミノ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１６４Ｓ）【化35】
【0120】
実施例５Ｏ．（Ｓ）−２−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（トリフルオロメチル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１５７Ｓ）【化36】
【0121】
実施例５Ｐ．（Ｒ）−２−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（トリフルオロメチル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１７０Ｒ）【化37】
【0122】
実施例５Ｑ．（Ｓ）−３−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（トリフルオロメチル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１５６Ｓ）【化38】
【0123】
実施例５Ｒ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−５−（トリフルオロメチル）ピリジン−２−カルボキサミド（化合物２９５Ｓ）【化39】
【0124】
実施例５Ｓ．（Ｒ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−５−（トリフルオロメチル）ピリジン−２−カルボキサミド（化合物２９２Ｒ）【化40】
【0125】
実施例５Ｔ．（Ｒ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−６−（トリフルオロメチル）ピリジン−３−カルボキサミド（化合物２９３Ｒ）【化41】
【0126】
実施例５Ｕ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−６−（トリフルオロメチル）ピリジン−３−カルボキサミド（化合物２９６Ｓ）【化42】
【0127】
実施例５Ｖ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（トリフルオロメトキシ）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１５４Ｓ）【化43】
【0128】
実施例５Ｗ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−４−（トリフルオロメチルチオ）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１４９Ｓ）【化44】
【0129】
実施例５Ｘ．（Ｓ）−４−（ネオペンチルオキシ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１５８Ｓ）【化45】
【0130】
実施例５Ｙ．（Ｒ）−４−（メチルスルホニル）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物３８Ｒ）【化46】
【0131】
実施例５Ｚ．（Ｓ）−４−（メチルスルホニル）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１３４Ｓ）【化47】
【0132】
実施例５ＡＡ．（Ｓ）−３−（メチルスルホニル）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１４８Ｓ）【化48】
【0133】
実施例５ＡＢ．（Ｓ）−２−プロポキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物２０８Ｓ）【化49】
【0134】
実施例５ＡＣ．（Ｓ）−２−メトキシ−４−メチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物８６Ｓ）【化50】
【0135】
実施例５ＡＤ．（Ｓ）−２，５−ジメトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド（化合物８９Ｓ）【化51】
【0136】
実施例５ＡＥ．（Ｓ）−４−クロロ−２−メトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド （化合物９０Ｓ）【化52】
【0137】
実施例５ＡＦ．（Ｓ）−２−フェノキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物９１Ｓ）【化53】
【0138】
実施例５ＡＧ．（Ｓ）−５−クロロ−２−メトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１１８Ｓ）【化54】
【0139】
実施例５ＡＨ．（Ｓ）−５−フルオロ−２−メトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１１９Ｓ）【化55】
【0140】
実施例５ＡＩ（Ｓ）−２−メトキシ−５−メチル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１２０Ｓ）【化56】
【0141】
実施例５ＡＪ．（Ｓ）−２，４，５−トリメトキシ−Ｎ−キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１２１Ｓ）【化57】
【0142】
実施例５ＡＫ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−２−（トリフルオロメトキシ）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物１２２Ｓ）【化58】
【0143】
実施例５ＡＬ．（Ｓ）−３−メトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ナフタレン−２−カルボキサミド ＴＦＡ（化合物１２７Ｓ）【化59】
【0144】
実施例５ＡＭ．（Ｓ）−２，４，６，−トリメトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物２１１Ｓ）【化60】
【0145】
実施例５ＡＮ．（Ｓ）−２−メトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ピリジン−３−カルボキサミド（化合物２９４Ｓ）【化61】
【0146】
実施例５ＡＯ．（Ｓ）−２−エトキシ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド ＴＦＡ（化合物８５Ｓ）【化62】
【0147】
実施例５ＡＰ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビフェニル−カルボキサミド ＴＦＡ（化合物２８Ｓ）【化63】
【0148】
実施例５ＡＱ．（Ｒ）−４’−プロピル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビフェニル−４−カルボキサミド ＴＦＡ（化合物９６Ｒ）【化64】
【0149】
実施例５ＡＲ．（Ｓ）−４’−プロピル−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビフェニル−４−カルボキサミド ＴＦＡ（化合物１３１Ｓ）【化65】
【0150】
実施例５ＡＳ．（Ｒ）−４’−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビフェニル−４−カルボキサミド ＴＦＡ（化合物９７Ｒ）【化66】
【0151】
実施例５ＡＴ．（Ｓ）−４’−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビフェニル−４−カルボキサミド ＴＦＡ（化合物１３２Ｓ）【化67】
【0152】
実施例５ＡＵ．（Ｓ）−４−ヨード−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ベンズアミド（化合物２７３Ｓ）【化68】
【0153】
実施例５ＡＶ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン− ３−イル）−４’−（トリフルオロメチル）ビフェニル−４−カルボキサミド（化合物２７４Ｓ）【化69】
【0154】
実施例５ＡＷ．（Ｓ）−３’−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビフェニル−４−カルボキサミド（化合物２７８Ｓ）【化70】
【0155】
実施例５ＡＸ．（Ｓ）−２’−フルオロ−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）ビオフェニル−４−カルボキサミド（化合物２７９Ｓ）【化71】
【0156】
実施例５ＡＹ．（Ｓ）−Ｎ−（キヌクリジン−３−イル）−３’−（トリフルオロメチル）ビフェニル−４−カルボキサミド（化合物２８１Ｓ）【化72】
【0157】
実施例５ＡＺ．化合物２１２【化73】
【0158】
化合物２１２と関連した化合物は、模式図１で確認された経路に従って調製することができる。【化74】
【0159】
実施例５ＢＡ．化合物３０１【化75】
【0160】
実施例５ＢＢ．化合物３０２【化76】
【0161】
実施例５ＢＣ．化合物３０３【化77】
【0162】
実施例５ＢＤ．化合物３０５【化78】
【0163】
記載されている特定の方法論、プロトコールおよび試薬は変わる可能性があるため、開示した発明はこれらに限定されないことを理解されたい。本願明細書で使用されている専門用語は、特定の実施態様を説明するためにすぎず、添付の特許請求請求の範囲によってのみ限定されるであろう本発明の範囲を限定する意図はないことも理解されたい。
【0164】
特に規定されない限り、本願明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示の発明が属する当業者により普通に理解されているものと同じ意味を有する。本願明細書に記載のものと類似のまたは同等の方法および材料を、本発明の実行または試験で使用することができるが、代表的な方法、機器、および材料は記載の通りである。本願明細書に引用の全ての特許、特許出願、および他の出版物ならびに列挙した材料は、参照により全内容が明確に組み込まれる。
【0165】
当業者は、通常の実験のみを使用して、本明細書に記載の本発明の具体的な実施態様の多くの等価物を理解するか、または確認できるであろう。このような等価物は、以下の特許請求の範囲に包含されるものとする。
【配列表】
[この文献には参照ファイルがあります.J-PlatPatにて入手可能です(IP Forceでは現在のところ参照ファイルは掲載していません)]