(57)【要約】本発明は、ドーパミン受容体（たとえばD1、D2、D3、D4およびD5）、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体に対するリガンド（たとえばアゴニスト、アンタゴニストおよび部分アゴニスト）としてデザインされる化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式の化合物を含む組成物：
2005517630.tif 000066
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立して、H、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2であり；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含む。
【請求項２】
以下の式の化合物を含む組成物：
2005517630.tif 000067
【請求項３】
以下の式の化合物を含む組成物：
2005517630.tif 000068
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、およびR15は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2であり；式中、m=1〜20；Rは、H、O、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表す。
【請求項４】
以下の式の化合物を含む組成物：
2005517630.tif 000069
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、および、R6は独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2であり；Eは、アミド基を含まないリンカー基を表し、およびFは、シクロアルキル、シクロアルケニル、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含む。
【請求項５】
ドーパミン受容体のアゴニストおよびアンタゴニストを同定するための方法であって、候補リガンドと受容体D3のN47、D75、F338、N375、およびN379、受容体D2のN52、D80、F382、N418、およびN422からなる群より選択されるドーパミン受容体のアミノ酸との間の相互作用を評価する工程を含む方法。
【請求項６】
評価する工程が、リガンドとアミノ酸との間の予測される相互作用についてコンピュータモデルを調査する工程を含む、請求項5記載の方法。
【請求項７】
評価する工程が、ドーパミン受容体にリガンドを結合させて、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定する工程を含む、請求項5記載の方法。
【請求項８】
決定する工程が、受容体に結合したリガンドの結晶構造を決定する工程を含む、請求項7記載の方法。
【請求項９】
決定する工程が、リガンドと前記アミノ酸を欠いている受容体との間の結合親和性と、リガンドと受容体との間の結合親和性を比較する工程を含む、請求項7記載の方法。
【請求項１０】
決定する工程が、リガンドの、受容体のアミノ酸に結合した分子を置換する能力を測定する工程を含む、請求項7記載の方法。
【請求項１１】
コカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病からなる群より選択される症状を有する被験者の治療方法であって、請求項1記載の組成物の治療的用量を被験者に投与する工程を含む方法。
【請求項１２】
コカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病からなる群より選択される症状を有する被験者の治療方法であって、請求項2記載の組成物の治療的用量を被験者に投与する工程を含む方法。
【請求項１３】
コカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病からなる群より選択される症状を有する被験者の治療方法であって、請求項3記載の組成物の治療的用量を被験者に投与する工程を含む方法。
【請求項１４】
コカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病からなる群より選択される症状を有する被験者の治療方法であって、請求項4記載の組成物の治療的用量を被験者に投与する工程を含む方法。
【請求項１５】
請求項1記載の組成物の有効量を被験者に投与する工程を含む、被験者におけるGタンパク質結合受容体の作用を調整する方法。
【請求項１６】
請求項2記載の組成物の有効量を被験者に投与する工程を含む、被験者におけるGタンパク質結合受容体の作用を調整する方法。
【請求項１７】
請求項3記載の組成物の有効量を被験者に投与する工程を含む、被験者におけるGタンパク質結合受容体の作用を調整する方法。
【請求項１８】
請求項4記載の組成物の有効量を被験者に投与する工程を含む、被験者におけるGタンパク質結合受容体の作用を調整する方法。
【請求項１９】
ドーパミン流量の制御を、このような制御を必要とする被験者において行う方法であって、該被験者に請求項1記載の組成物の有効量を投与する工程を含む方法。
【請求項２０】
ドーパミン流量の制御を、このような制御を必要とする被験者において行う方法であって、該被験者に請求項2記載の組成物の有効量を投与する工程を含む方法。
【請求項２１】
ドーパミン流量の制御を、このような制御を必要とする被験者において行う方法であって、該被験者に請求項3記載の組成物の有効量を投与する工程を含む方法。
【請求項２２】
ドーパミン流量の制御を、このような制御を必要とする被験者において行う方法であって、該被験者に請求項4記載の組成物の有効量を投与する工程を含む方法。
【請求項２３】
D3受容体に特異的な修飾因子で被験者を治療する方法であって、式（I）または式（II）の化合物を該被験者に投与する工程を含み、式（I）は以下の通りであり：
2005517630.tif 000070
式中、X、Y、Z、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中、R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中n=0、1、または2であり；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含み；ならびに、式（II）は、以下の通りである：
2005517630.tif 000071
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2であり；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含み、該被験者は、D3およびD2またはD1受容体に特異的に結合するドーパミン受容体修飾因子に以前に十分に応答しなかったことによって特徴づけられるか、または十分に応答しない可能性があると考えられる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2001年6月13日に出願の米国仮特許出願第60/297,445号および2002年6月7日出願の米国仮特許出願の速達郵便番号：EV092300689USに対する優先権を主張するものである。これらは共に、その全体が参照として本明細書に組み入れられる。本研究は、国立衛生研究所助成金番号： によって支援された。米国政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、ドーパミン受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5）、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体に対するリガンド（たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト）としてデザインされた化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
コカイン乱用を含む薬物乱用の対価は莫大であり、絶えず増加している。国家薬物制御政策事務所（Office of National Drug Control Policy）に対して準備された最近の報告では、1998年だけで米国における不法薬物乱用は社会的に約143,400,000,000の費用がかかり、1992年から1998年の間の米国における薬物乱用の全体的な社会的な対価は毎年5.9パーセントの割合で増加したと推定された。失われた生産力（98,500,000,000）、および関連した医学的症状の治療薬のための出費（12,900,000,000）が、この莫大な重荷の2つの大きな部分を占めていた。2000年には、推定14,000,000人のアメリカ人-12歳以上の米国人口のほぼ6.3%が、不法薬物使用者であった。
【０００４】
ヘロインなどの一部の不法薬物に対する中毒は、薬物療法（たとえば、メサドン、ナロキソン、およびナルトレキソン）でうまく治療することができるが、コカインおよびクラック・コカイン（「クラック」は、喫煙のために遊離塩基に加工した塩酸コカインに与えられた通称である）に対する中毒を治療するために利用できる有効な薬物療法はない。したがって、コカイン中毒は、特に、薬物常用者および社会全体の両方に対して問題がある。さらに、コカインは、最も常習癖がつきやすい既知の物質のうちの1つであり、その結果、コカイン常用者は、彼らの仕事をする能力および彼らの対人関係の能力を失うことが多い。
【０００５】
1998年の薬物乱用に対する国家家庭調査（1998 National Household Survey on Drug Abuse）では、1,700,000人のアメリカ人が現在コカインまたはクラック・コカイン使用者であると推定された。さらに注意すべきことは、コカインの使用者がアメリカの年少者で上昇しているようであるという事実である。高校を卒業した大学1年〜4年生のうち、1995年には、3.6%が、過去1年以内にコカインを使用しており、0.7%が前月にコカインを使用していた。少なくとも一回コカインを使用したことのある高校上級生の比率は、1994年における5.9%の低さから、1999年には9.8%まで増加した。また、1999年には、少なくとも1回コカインを試したことがある10年生は、1992年における3.3%から、7.7%に上昇した。これまでにコカインを試したことがある８年生の割合は、1991年における2.3%の低さから、1999年には4.7%まで増加した。
【０００６】
コカイン中毒の神経薬理学的基礎の理解に対するかなりの進歩にもかかわらず、コカイン中毒を治療するための有効な薬物療法は存在しない。（F. I. Carrollら、J. Med. Chem., 42：2721-2731 [1999]）。対応して、コカイン依存性患者の臨床における要求は幅広く、患者は、コカイン依存のサイクルのどのような段階でも中断するように作用する薬物療法から利益を受ける可能性が高い。したがって、コカイン乱用は、主要な健康問題および社会的な懸念として残ったままである。
【０００７】
したがって、コカイン乱用を治療する改良された組成物および方法、ならびにより全般的には、強力かつ特異的な薬物療法剤を発見およびデザインする改良された組成物および方法が必要とされる。
【発明の開示】
【０００８】
発明の概要
本発明は、ドーパミン受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5）、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体に対するリガンド（たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト）としてデザインされた化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。しかし、本発明は、ドーパミン受容体を調整する組成物（たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト）に限定されることは企図されない。実際に、本発明のいくつかの態様は、概して、Gタンパク質結合受容体を調整する方法 組成物（たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト）を提供すること、ならびにこれらの化合物を発見およびデザインするための方法に向けられる。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、脳におけるドーパミン流量を制御するように合理的にデザインされた化合物を提供する。その他の好ましい態様において、これらの化合物は、ドーパミンファミリー受容体（たとえば、D3）の非常に選択的なアンタゴニストである。さらに他の態様において、本発明の化合物の合理的なデザインは、脳におけるドーパミン流量に関連した機構を同定することを含む。次いで、このような機構を妨害し得る活性を有する化合物構造が表現されるように、機構に関する情報を分析する。いくつかの特定の態様において、構造は、「構築ブロック」に基づいて合成され、それぞれの構築ブロックは、ドーパミン流量に関連した特定の機構、特にD受容体ファミリーの1つまたは複数のメンバーが関与する機構を潜在的に妨害することができるという特徴を有する。
【００１０】
次いで、種々の構築ブロックの組み合わせを有する化合物を合成し、同定された機構に関してこれらの活性を試験する。このような試験は、好ましくはインビトロおよび／またはインビボにおいて行われる。次いで、このような試験を介して得られた情報を合理的なドラッグデザインの新たなサイクルに取り入れる。デザイン-合成-試験のサイクルは、標的とした治療法；たとえば、ドーパミン流量を制御するための所望の性質を有する候補化合物が得られるまで繰り返される。次いで、候補化合物を、好ましくは臨床的に試験する。
【００１１】
コカイン中毒を治療するために脳におけるドーパミン流量を調整（たとえば、制御）するための1つのアプローチは、ドーパミン取込みに影響を及ぼすことができるコカインのアンタゴニストをデザインすることである。より詳細には、このアプローチは、D受容体ファミリー、特に受容体D3に結合するドーパミンを減少または遮断するようなコカインのアンタゴニストである化合物を合理的にデザインすることに基づく。好ましい態様において、アンタゴニストは、コカインの結合を減少または遮断するが、ドーパミン輸送のその他の側面には影響を受けないようにデザインされる。デザインされたアンタゴニストは、ドーパミン輸送の選択的な制御に基づいた治療プロトコルのための基礎を提供し、これにより、脳におけるドーパミンの正常な流量の崩壊を全く伴わずに、または少ししか伴わずにシナプスのシグナリングを制御するはずである。
【００１２】
好ましい態様において、本発明は、本明細書に開示した1つもしくは複数の化合物またはこのような化合物の誘導体（たとえば、軽微な化学的置換を有する誘導体）を含む組成物を提供する。また、本発明は、このような化合物を使用する方法を提供する。本明細書に記載された方法が、本明細書において開示された化合物およびそれらの誘導体と共に使用されることは理解されるであろう。
【００１３】
好ましい態様において、本発明は、以下の式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物を提供する：
2005517630.tif 000002
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含む。
【００１４】
さらに他の好ましい態様において、本発明は、以下の式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物を提供する：
2005517630.tif 000003
【００１５】
さらに他の好ましい態様において、本発明は、以下の式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物を提供する：
2005517630.tif 000004
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、およびR15は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立して、H、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2；式中、m=1〜20；Rは、H、O、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表す。
【００１６】
さらなる好ましい態様において、本発明は、以下の式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物を提供する：
2005517630.tif 000005
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2；Eは、アミド基を含まないリンカー基を表し、およびFは、シクロアルキル、シクロアルケニル、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含む。基Eは、炭素鎖、繰り返しポリマーユニットなどを含むどのような結鎖化学であることもできるが、これらに限定されない。基Fは、好ましくは置換もしくは非置換のベンゼン環または多環複合体などの大きな基である。
【００１７】
また、本発明は、ドーパミン受容体のアゴニストおよびアンタゴニストを同定するための方法であって、候補リガンドとドーパミン受容体のアミノ酸との間の相互作用を評価する工程を含む方法を提供する。いくつかの態様において、想定されるドーパミン受容体のアミノ酸は、受容体D3のY32、S35、Y36、L39、F345、F346、T368、T369、Y365、P200、S192、S193、S197、V111、I183、F188、V164、S182、およびA161、受容体D2のY37、L39、L41、L44、F198、F389、F390、F411、S192、S193、S196、V115、I194、F189、およびS163などであるが、これらに限定されない。いくつかの好ましい態様において、想定されるドーパミン受容体のアミノ酸は、受容体D3のN47、D75、F338、N375、およびN379、受容体D2のN52、D80、F382、N418、およびN422を含むが、これらに限定されない。さらにその他のいくつかの態様において、ドーパミン受容体の想定されるアミノ酸は、受容体D3のN47、D75、V78、V82、V86、F106、D110、V111、C114、L121、V164、L168、I183、F188、S192、S193、V195、S196、F197、F338、W342、F345、F346、H349、V350、Y365、T369、Y373、N375、およびN379、受容体D2のN52、D80、V85、V87、V91、F110、D114、V115、C118、L125、I166、L170、I184、F189、S193、S194、V196、S197、F198、F382、W386、F389、F390、H393、I394、Y408、T412、Y416、N418、およびN422を含むが、これらに限定されない。
【００１８】
好ましい態様において、ドーパミン受容体のアゴニストおよびアンタゴニストを同定する際の評価工程は、リガンドとアミノ酸との間で予測される相互作用についてコンピュータモデルを調査することを含む。さらにその他の好ましい態様において、評価工程は、ドーパミン受容体にリガンドを結合させて、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することを含む。しかし、なおさらなる態様において、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することは、受容体に結合したリガンドの結晶構造を決定することを含む。
【００１９】
本発明のさらにいくつかの態様は、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することは、リガンドとアミノ酸を欠失している受容体との間の結合親和性と、リガンドと受容体との間の結合親和性とを比較することを含むことを想定する。いくつかのその他のさらなる態様は、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することは、受容体のアミノ酸に結合した分子を置換するリガンドの能力を測定することを含むことをさらに想定する。
【００２０】
1つの好ましい態様において、本発明は、疾患、耽溺、またはその他の病的症状（たとえば、コカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病など）を有する被験者を治療する方法であって、被験者に本発明の組成物の治療的な用量を投与することを含む方法を提供する。たとえば、いくつかの態様において、本発明は、下記式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物で被験者を治療する（たとえば、有効な治療的な量／用量を投与する）方法を提供する：
2005517630.tif 000006
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含む。
【００２１】
いくつかのその他の態様において、本発明は、以下の式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物で被験者を治療する（たとえば、有効な治療的な量／用量を投与する）方法を提供する：
2005517630.tif 000007
【００２２】
さらにもう一つの例において、本発明のさらなる態様は、以下の式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物で被験者を治療する（たとえば、有効な治療的な量／用量を投与する）方法を提供する：
2005517630.tif 000008
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、およびR15は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR'、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立して、H、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2；式中、m=1〜20；Rは、H、O、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表す。
【００２３】
なおさらなる態様において、本発明は、下記式（この式の誘導体を含む）の化合物を含む組成物で被験者を治療する（たとえば、有効な治療的な量／用量を投与する）方法を提供する：
2005517630.tif 000009
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1または2；Eは、アミド基を含まないリンカー基を表し、およびFは、シクロアルキル、シクロアルケニル、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含む。
【００２４】
いくつかの態様において、本発明の治療的な組成物（たとえば、製剤）で治療される被験者は、Gタンパク質結合受容体（たとえば、ドーパミンファミリー受容体）の調節および／または機能に欠陥のあること（たとえば、異常）によって特徴づけられる症状を有する。好ましい態様において、治療される被験者は、ドーパミン受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、および／またはD5）の調節および／または機能に欠陥のあることによって特徴づけられる1つまたは複数の症状を有する。さらにその他の好ましい態様において、被験者は、D3受容体の調節および／または機能に欠陥のあること（たとえば、異常）によって特徴づけられる1つまたは複数の症状を有する。特に好ましい態様において、本発明は、コカイン中毒／乱用を治療するための治療的な方法および組成物を提供する。本発明のいくつかの態様において、コカイン中毒／乱用は疾患とみなす。
【００２５】
本発明のなおさらなる態様は、被験者に本発明の1つまたは複数の組成物の有効な量を投与することを含む、被験者におけるGタンパク質結合受容体の作用を調整する（たとえば、アンタゴナイズするおよび／またはアゴナイズする）方法を提供する。いくつかの態様において、本発明は、Gタンパク質結合受容体の作用のアゴニストを被験者に投与する方法を提供する。いくつかのその他の態様において、本発明は、Gタンパク質結合受容体作用のアンタゴニストを被験者に投与する方法を提供する。本発明の治療的な方法および組成物で治療することが想定される（たとえば、投与を受ける）被験者は、哺乳類を含み、より詳細には、ヒトを含むことが理解される。
【００２６】
本発明のその他の態様は、ドーパミン流量の制御を、このような制御を必要とする被験者において行う方法であって、被験者に本発明の少なくとも1つの組成物の有効な量を投与することを含む方法を提供する。
【００２７】
本発明のなおさらなる態様は、D3受容体に特異的な修飾因子で被験者を治療する方法であって、式（I）または式（II）の化合物を被験者に投与することを含み、式（I）（この式の誘導体を含む）は以下の通りであり：
2005517630.tif 000010
式中、X、Y、Z、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中n=0、1、または2；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含み；ならびに、式（II）は、以下の通りである：
2005517630.tif 000011
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し；
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；式中、n=0、1、または2；
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し；例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,（CH2）nR'''を含み、被験者は、D3およびD2もしくはD1受容体に特異的に結合するドーパミン受容体修飾因子に以前に十分に応答しなかったことによって特徴づけられるか、または十分に応答しない可能性があると考えられる方法を提供する。
【００２８】
本発明の治療方法（たとえば、受容体[たとえば、ドーパミン受容体]の機能および／または調節の異常によって特徴づけられる症状を有する被験者を治療すること、Gタンパク質結合受容体の作用を調整すること[たとえば、アンタゴナイズするおよび／またはアゴナイズすること]、被験者におけるドーパミン流量を制御することなど）の好ましい態様は、本発明の1つまたは複数の化合物の有効な用量を被験者に投与することを想定することが理解される。
【００２９】
なおさらなる態様において、本発明は、本発明の治療的な化合物の投与に加えて、被験者における特定の疾患（たとえば、Gタンパク質結合[たとえば、ドーパミン]受容体の調節および／または機能の異常によって特徴づけられる疾患）の治療に関連する1つまたは複数（たとえば、少なくとも1つ）のさらなる治療的化合物の同時投与をさらに含む。
【００３０】
その他の好ましい態様において、本発明は、ドーパミン受容体の欠陥のある調節または機能（たとえば、異常）によって特徴づけられる症状の治療または予防の方法を提供する。
【００３１】
本発明の方法は、特にコカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病などの治療のために、非常に適している。
【００３２】
本発明のさらなる態様は、以下のものを含む薬学的組成物を提供する：本発明の1つまたは複数の組成物；および受容体（たとえば、ドーパミン受容体）の機能／調節の異常によって特徴づけられる疾患を有する被験者に組成物を投与するための説明書。好ましい態様において、これらのキットに含まれる説明書は、米国食品医薬品局の治療的な化合物の供給についての規則、規制、および示唆を満たす。
【００３３】
さらにもう1つの態様において、本発明は、Gタンパク質結合受容体（たとえば、D3）を調整する化合物および試験化合物をスクリーニングする方法であって、Gタンパク質結合受容体を調整する化合物；試験化合物；第一の細胞群；を提供する工程；ならびにGタンパク質結合受容体を調整する化合物および試験化合物と、第一の細胞群を接触させる工程；ならびにGタンパク質結合受容体を調整する化合物および試験化合物と、第一の細胞群を接触させる効果を観察する工程を含む方法を提供する。
【００３４】
これらの態様のいくつかにおいて、本発明は、Gタンパク質結合受容体を調整する化合物のみ、または試験化合物のみと接触させた第二の細胞群に対して、第一の細胞において観察された効果を比較するさらなる工程をさらに提供する。
【００３５】
観察されるであろう効果は、ドーパミン代謝の変化を含むが、これに限定されない。さらにその他の態様において、本発明は、上記方法によってスクリーニング／同定された試験化合物を販売するためのさらなる方法をさらに想定する。これらの態様のいくつかにおいて、試験化合物は、1つまたは複数の形態（たとえば、患者に試験化合物を投与するための説明書を含むキット）で第三者によって販売されてもよい。
【００３６】
本発明のその他の利点、利益、および好ましい態様は、当業者には明らかであろう。
【００３７】
以下の図は、明細書の一部を形成し、本発明の特定の側面および態様をさらに示すために含まれる。しかし、本発明は、これらの図において特に詳述した態様に限定されることは企図されない。
【００３８】
定義
本発明の理解を容易にするために、多くの用語および表現を以下に定義する。
【００３９】
本明細書において使用されるものとして、「リード化合物」は、治療的な化合物として直接使用するため、または化学的な修飾（たとえば、最適化）をして所与の症状の治療に有用な類似体化合物をデザインするために選択された化学物質（たとえば、3D構造解析に基づいて合理的に選択されたもの）をいう。たとえば、本明細書において使用されるものとして、「リード化合物」は、D3受容体に対する結合および特異性を増大させるように改変するために選択される。リード化合物は、既知の化合物または新規にデザインした化合物でありうる。
【００４０】
本発明にしたがった「ファルマコフォア」は、多くの結合エレメントおよびそれらの三次元幾何配置を含む化学的モチーフであるが、これらに限定されない。エレメントは、リード化合物として同定される化合物の活性において役割を果たすことが推定される。ファルマコフォアは、結合エレメントの化学的性質、ならびにこれらのエレメントの三次元幾何配置によって定義される。
【００４１】
本明細書において使用されるものとして、「インビトロ」の用語は、人工の環境、および人工の環境内で生じるプロセスまたは反応をいう。インビトロの環境は、試験管および細胞培養からなることができるが、これらに限定されない。「インビボ」の用語は、天然の環境（たとえば、動物または細胞）、および天然の環境内で生じるプロセスまたは反応をいう。
【００４２】
本明細書において使用されるものとして、「宿主細胞」の用語は、インビトロまたはインビボに位置するかどうかに係わらず、任意の真核細胞または原核細胞（たとえば、哺乳類細胞、鳥類細胞、両生類細胞、植物細胞、魚類細胞、および昆虫細胞）をいう。
【００４３】
本明細書において使用されるものとして、「細胞培養」の用語は、インビトロにおけるあらゆる細胞培養をいう。継続的細胞株（たとえば、不死の表現型を有するもの）、初代細胞培養、有限の細胞株（たとえば、非形質転換細胞）、ならびに卵母細胞および胚を含むインビトロにおいて保持されるどのようなその他の細胞群も、この用語の範囲内に含まれる。
【００４４】
本明細書において使用されるものとして、「被験者」の用語は、本発明の方法によって治療される生物をいう。このような生物は、ヒトを含むが、これに限定されない。本発明においては、「被験者」の用語は、概して、治療（たとえば、Gタンパク質結合受容体のアンタゴニストおよび／またはアゴニストの投与）を受けるであろう個体、または受けた個体をいう。好ましい態様において、Gタンパク質結合受容体は、ドーパミン受容体（たとえば、D1、D2、D3、およびD4）を含む。特に好ましい態様において、ドーパミン受容体は、D3受容体である。
【００４５】
本明細書において使用されるものとして、「診断された」の用語は、疾患の徴候および症状（たとえば、Gタンパク質結合受容体の調節および／もしくは機能の異常、特にドーパミン受容体の調節および／もしくは機能の異常）、または遺伝的解析、病理学的解析、組織学的解析などによる疾患の認識をいう。
【００４６】
本明細書において使用されるものとして、「アンチセンス」の用語は、特定のRNA配列（たとえば、mRNA）に相補的であるRNA配列をいう。細菌による遺伝子調節に関与するアンチセンスRNA（「asRNA」）分子は、この定義の範囲内に含まれる。アンチセンスRNAは、コード鎖の合成を可能にするウイルス・プロモーターに対して逆向きの関心対象の遺伝子をスプライシングすることによる合成を含む、どのような方法によって産生されてもよい。たとえば、一旦胚に導入されると、この転写された鎖は、胚によって産生された天然のmRNAと結合して二重鎖を形成する。次いで、これらの二重鎖が、mRNAのさらなる転写またはその翻訳を遮断する。このようにして、変異表現型が作製されてもよい。「アンチセンス鎖」の用語は、「センス」鎖に相補的である核酸鎖に関して使用される。記号（-）（すなわち「負」）は、時にアンチセンス鎖に関して使用され、記号（+）は、時にセンス（すなわち「正」）鎖に関して使用される。アンチセンス分子にアクセスできる核酸配列の領域は、利用可能なコンピュータ解析法を使用して決定することができる。
【００４７】
本明細書において使用されるものとして、「試料」の用語は、最も広義に使用される。Gタンパク質結合受容体の調節および／または機能の異常、より詳細にはドーパミン受容体の調節および／または機能の異常によって特徴付けられる症状の指標となると考えられる試料は、細胞、組織、または体液、細胞から単離された染色体（たとえば、広がった中期染色体）、ゲノムDNA（サザンブロット解析のためなどの、溶液中のものまたは固相支持体に結合されたもの）、RNA（ノーザンブロット解析のためなどの、溶液中のものまたは固相支持体に結合されたもの）、cDNA（溶液中のものまたは固相支持体に結合されたもの）などを含んでもよい。タンパク質を含むと考えられる試料は、細胞、一部の組織、1つまたは複数のタンパク質を含む抽出物などを含んでもよい。
【００４８】
本明細書において使用されるものとして、「精製された」または「精製する」の用語は、試料から望ましくない成分を除去することをいう。本明細書において使用されるものとして、「実質的に精製された」の用語は、核酸配列またはアミノ酸配列のいずれかの分子であって、これらの天然の環境から除去され、単離され、または分離され、これらが天然に関連したその他の成分の少なくとも60%、好ましくは75%、最も好ましくは90%が取り除かれた分子をいう。たとえば、「単離されたポリヌクレオチド」は、したがって、実質的に精製されたポリヌクレオチドである。
【００４９】
本明細書において使用されるものとして、「ゲノム」の用語は、生物または宿主細胞の遺伝物質（たとえば、染色体）をいう。
【００５０】
「関心対象のヌクレオチド配列」の用語は、当業者により、その処置がいずれかの理由（たとえば、疾患を治療する、改良された質を与えるなど）のために望ましいと考えられるであろう任意のヌクレオチド配列（たとえば、RNAまたはDNA）をいう。このようなヌクレオチド配列は、構造遺伝子（たとえば、リポーター遺伝子、選択マーカー遺伝子、発癌遺伝子、薬剤耐性遺伝子、成長因子、その他）のコード配列またはその部分、およびmRNAまたはタンパク質産物をコードしない非コード調節配列（たとえば、プロモーター配列、ポリアデニル化配列、終結配列、エンハンサー配列、その他）を含むが、これらに限定されない。
【００５１】
本明細書において使用されるものとして、「核酸配列」および「ヌクレオチド配列」は、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド、およびその断片または部分、ならびに、1本鎖でも二本鎖でもよく、かつセンス鎖を表してもアンチセンス鎖を表してもよいゲノム起源または合成起源のDNAまたはRNAをいう。本明細書において使用されるものとして、「をコードする核酸分子」、「をコードするDNA配列」、「をコードするDNA」、「をコードするRNA配列」、または「をコードするRNA」の用語は、デオキシリボ核酸またはリボ核酸の鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序または配列をいう。これらのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序は、mRNAから翻訳されたポリペプチド（タンパク質）鎖に沿ってアミノ酸の順序を決定する。このように、DNAまたはRNA配列は、アミノ酸配列をコードする。
【００５２】
「遺伝子」の用語は、ポリペプチドまたは前駆体（たとえば、プロインシュリン）の産生のために必要なコード配列を含む核酸（たとえば、DNAまたはRNA）配列をいう。ポリペプチドは、全長コード配列によって、または全長もしくは断片の所望の活性もしくは機能的特性（たとえば、酵素活性、リガンド結合、シグナル伝達、その他）が保持される限り、コード配列のどの部分によっても、コードされ得る。本用語は、構造遺伝子のコード領域も包含し、かつこの遺伝子が全長mRNAの長さと一致するように、5'および3'の両末端のどちらの末端にも約1kb以上の距離にわたってコード領域に隣接して位置する配列を含む。コード領域の5'に位置し、かつmRNAに存在する配列は、5'非翻訳配列という。コード領域の3'または下流に位置し、かつmRNAに存在する配列は、3'非翻訳配列という。「遺伝子」の用語は、cDNAおよびゲノム形態の遺伝子の両方を包含する。遺伝子のゲノム形態またはクローンには、「イントロン」または「介在領域」または「介在配列」と名付けられた非コード配列で中断されるコード領域を含む。イントロンは、核RNA（hnRNA）に転写される遺伝子のセグメントであり；イントロンは、エンハンサーなどの調節性エレメントを含んでもよい。イントロンは、核または一次転写産物から除去されるか、または「スプライスアウト」され；したがって、イントロンは、メッセンジャーRNA（mRNA）転写産物には存在しない。mRNAは、翻訳の際に機能し、新生ポリペプチドのアミノ酸の配列または順序を特定する。
【００５３】
本明細書において使用されるものとして、「外因性の遺伝子」の用語は、宿主生物もしくは宿主細胞に天然に存在しないか、または宿主生物もしくは宿主細胞に人工的に導入された遺伝子をいう。
【００５４】
本明細書において使用されるものとして、「ベクター」の用語は、適当な調節エレメントと結合されたときに複製可能であり、かつ細胞間で遺伝子配列を移動させることができる、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、染色体、ウイルス、ビリオン、その他などの任意の遺伝的エレメントをいう。したがって、本用語には、クローニング媒体および発現媒体、ならびにウイルスベクターを含む。
【００５５】
本明細書において使用されるものとして、「遺伝子発現」の用語は、遺伝子の「転写」を介して（すなわち、RNAポリメラーゼの酵素作用を経て）、遺伝子中にコードされた遺伝情報をRNA（たとえば、mRNA、rRNA、tRNA、またはsnRNA）に、およびタンパク質をコードする遺伝子については、mRNAの「翻訳」を介してタンパク質に変換するプロセスをいう。遺伝子発現は、本プロセスの多くの段階で調節され得る。「アップレギュレーション」または「活性化」は、遺伝子発現産物（すなわち、RNAまたはタンパク質）の産生を増大させる調節をいい、一方「ダウンレギュレーション」または「抑制」は、産生を減少させる調節をいう。アップレギュレーションまたはダウンレギュレーションに関与する分子（たとえば、転写因子）は、それぞれ「活性化因子」および「リプレッサー」と呼ばれることが多い。
【００５６】
本明細書において使用されるものとして、「をコードする核酸分子」、「をコードすDNA配列」、「をコードするDNA」、「をコードするRNA配列」および「をコードするRNA」の用語は、デオキシリボ核酸またはリボ核酸の鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序または配列をいう。これらのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序は、mRNAから翻訳されたポリペプチド（タンパク質）鎖に沿ってアミノ酸の順序を決定する。このように、DNAまたはRNA配列は、アミノ酸配列をコードする。
【００５７】
「相同性」および「パーセント同一性」の用語は、核酸に関して使用される場合、相補性の程度をいう。部分的相同性（すなわち部分的同一性）または完全相同性（すなわち完全同一性）がありうる。部分的に相補的な配列は、完全に相補的な配列が標的核酸配列にハイブリダイズすることを、少なくとも部分的に阻害するものであり、「実質的に相同な」の機能的な用語を使用することをいう。標的配列に対して完全に相補的な配列のハイブリダイゼーションの阻害は、低いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイゼーションアッセイ法（サザンまたはノーザンブロット、溶液ハイブリダイゼーションなど）を使用して検討してもよい。実質的に相同的な配列またはプローブ（すなわち、関心対象のもう一つのオリゴヌクレオチドにハイブリダイズすることができるオリゴヌクレオチド）は、低いストリンジェンシーの条件下において標的配列に対する完全に相同的な配列の結合（すなわち、ハイブリダイゼーション）に競合し、阻害するであろう。非特異的結合を可能にするための低いストリンジェンシーの条件というわけではなく；2つの配列のお互いに対する結合が特異的な（すなわち、選択的な）相互作用であることを必要とする、低いストリンジェンシーの条件である。非特異的結合が存在しないことは、部分的な程度の相補性さえ欠いている第二の標的（たとえば、約30%未満の同一性）の使用によって試験されてもよく；非特異的結合の非存在下では、プローブは第二の非相補的な標的にはハイブリダイズしないと考えられる。
【００５８】
本明細書において使用されるものとして、「ストリンジェンシー」の用語は、その条件下で核酸のハイブリダイゼーションが行われる、温度、イオン強度、および有機溶媒などのその他の化合物の存在の条件に関して使用される。「高いストリンジェンシー」の条件では、高頻度の塩基配列相補性を有する核酸断片間でのみ、核酸の塩基対形成が生じると考えられる。したがって、遺伝的に多様である生物に由来する核酸では通常、相補配列の頻度がより少ないので、「弱い」または「低い」ストリンジェンシーの条件が必要とされることが多い。本発明は、低いストリンジェンシー条件を利用して実施することもできるが、好ましい態様においては、中間から高いストリンジェンシーの条件が使用される。
【００５９】
核酸のハイブリダイゼーションに関して使用される場合、「高いストリンジェンシー条件」は、5X SSPE（43.8g/l NaCl、6.9g/l NaH2PO4 H2O、および1.85g/l EDTA、pHはNaOHで7.4に調整）、0.5%のSDS、5Xデンハート試薬[500mlあたり5gのフィコール（タイプ400、Pharamcia）、5gのBSA（Fraction V；Sigma）を含む50Xデンハート]、100μg/mlの変性サケ精液DNAおよび50%（V/V）ホルムアミドからなる溶液中での42℃（たとえば一晩）における結合またはハイブリダイゼーションと同等な条件を含む。次いで、約500ヌクレオチドの長さのプローブを使用した場合、ハイブリダイズしたDNA試料を室温で2X SSPEおよび0.1%のSDSを含む溶液において、続いて42℃で0.1X SSPE、1.0%のSDSにおいて、2回洗浄した。当業者には、高いストリンジェンシーの条件下においてハイブリダイゼーションを促進させる条件が既知である（たとえば、ハイブリダイゼーションおよび／または洗浄工程における温度を増加すること、ハイブリダイゼーション溶液にホルムアミドを使用すること、その他）。
【００６０】
核酸ハイブリダイゼーションに関して使用される場合、「中間のストリンジェンシー条件」は、約500ヌクレオチドの長さのプローブを使用した場合、5X SSPE（43.8g/l NaCl、6.9g/l NaH2PO4 H2O、および1.85g/l EDTA、pHはNaOHで7.4に調整）、0.5%のSDS、5Xデンハート試薬[500mlあたり5gのフィコール（タイプ400、Pharamcia）、5gのBSA（Fraction V；Sigma）を含む50Xデンハート]、100μg/ml変性サケ精液DNA、および50%（V/V）ホルムアミドからなる溶液中での42℃における結合またはハイブリダイゼーション、続く室温での1.0X SSPE、1.0%のSDSを含む溶液中における洗浄、続く42℃における2X SSPE、0.1%のSDSにおける洗浄と同等の条件を含む。
【００６１】
「低いストリンジェンシー条件」は、約500ヌクレオチドの長さのプローブを使用した場合、5X SSPE（43.8g/l NaCl、6.9g/l NaH2PO4 H2O、および1.85g/l EDTA、pHはNaOHで7.4に調整）、0.1%のSDS、5Xデンハート試薬[500mlあたり5gのフィコール（タイプ400、Pharamcia）、5gのBSA（Fraction V；Sigma）を含む50Xデンハート]、100g/ml変性サケ精液DNA、および50%（V/V）ホルムアミドからなる溶液中での42℃における結合またはハイブリダイゼーション、続く5X SSPE、0.1%のSDSを含む溶液中での42℃における洗浄と同等の条件を含む。さらに、当業者には、多数の同等の条件が低いストリンジェンシーに使用されてもよいことが周知である；プローブの長さおよび性質（DNA、RNA、塩基組成）、ならびに標的の性質（DNA、RNA、塩基組成、溶液中に存在するまたは固定されている、その他）、ならびに塩濃度およびその他の成分（たとえば、ホルムアミド、硫酸デキストラン、ポリエチレングリコールの有無）などの因子が考慮され、ハイブリダイゼーション溶液を変化させて、上記の条件とは異なるが同等の、低いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件を作製することもできる。
【００６２】
一本鎖核酸配列に関して使用される場合、「実質的に相同的な」の用語は、上記低いストリンジェンシーの条件下で一本鎖核酸配列にハイブリダイズすることができる（すなわち、相補的である）任意のプローブをいう。遺伝子は、一次RNA転写産物のディファレンシャル・スプライシングによって生じる多くのRNA種を産生しうる。同じ遺伝子のスプライスバリアントであるcDNAは、配列同一性または完全な相同性の（両cDNAの同じエキソンまたは同じエキソンの部分の存在を表す）領域および完全に同一性のない（たとえば、cDNA1にエキソン「A」の存在を表すが、cDNA2は、代わりにエキソン「B」を含む）領域を含むであろう。2つのcDNAが配列同一性のある領域を含むので、これらは両cDNAに見られる配列を含む遺伝子の全体または部分に由来するプローブに対し、双方がハイブリダイズすると考えられ；したがって、2つのスプライスバリアントは、このようなプローブに対して、および各々に対して実質的に相同的である。本発明は、ハイブリダイゼーションが完全に相同的な配列間で生じる場合のみには限定されない。いくつかの態様において、ハイブリダイゼーションは、実質的に相同的な配列において生じる。
【００６３】
本明細書において使用されるものとして、「関心対象のタンパク質」の用語は、関心対象の核酸によってコードされるタンパク質をいう。
【００６４】
本明細書において使用されるものとして、「天然の」（または、野生型）の用語は、タンパク質について使用される場合、タンパク質のアミノ酸配列が変化するような、部分的に相同的な核酸によってコードされるタンパク質をいう。本明細書において使用されるものとして、「バリアント」の用語は、タンパク質機能に変化を生じさせない保存的および非保存的なアミノ酸の置換の両者を有する相同的な遺伝子によってコードされるタンパク質、ならびにタンパク質機能の減弱（たとえば、無発現変異）またはタンパク質機能の増大を引き起こすアミノ酸置換を有する相同的な遺伝子によってコードされるタンパク質を含包する。
【００６５】
本明細書において使用されるものとして、「病原体」の用語は、宿主において疾病状態（たとえば、感染、癌、その他）を引き起こす生物学的因子をいう。「病原体」は、ウイルス、細菌、古細菌、真菌、原生動物、マイコプラズマ、および寄生生物を含むが、これらに限定されない。
【００６６】
本明細書において使用されるものとして、「生物」の用語は、細菌、古細菌、真菌、原生動物、マイコプラズマ、および寄生生物を含むいずれの種およびタイプの微生物をもさすが、これらに限定されない。本明細書において使用されるものとして、「真菌」の用語は、二形性真菌を含むカビおよび酵母などの真核生物に関して使用される。
【００６７】
本明細書において使用されるものとして、「ウイルス」の用語は、いくつかの例外もあるが、光学顕微鏡によって観測できず、独立した代謝を欠いており、生物宿主細胞内のみで複製することが可能である微小な感染性の因子をいう。個々の粒子（すなわち、ビリオン）は、核酸およびタンパク質の殻または被覆からなり；一部のビリオンは、膜を含む脂質も有する。「ウイルス」の用語は、動物、植物、ファージ、およびその他のウイルスを含む全てのタイプのウイルスを包含する。
【００６８】
「細菌類」および「細菌」の用語は、原核生物界における門の範囲内の全てのものを含む、全ての原核生物をいう。本用語は、マイコプラズマ、クラミジア、放線菌、ストレプトマイセス、およびリケッチアを含む、細菌とみなされる全ての微生物を包含することが企図される。球菌、桿菌、スピロヘータ、スフェロプラスト、プロトプラスト、その他を含む、全ての形態の細菌がこの定義内に含まれる。グラム陰性またはグラム陽性の原核生物も、本用語の範囲内に含まれる。「グラム陰性」および「グラム陽性」は、当業者に周知のグラム染色プロセスによる染色パターンをいう（たとえば、Finegold and Martin, Diagnostic Microbiology, 6th Ed., CV Mosby St. Louis, pp 13-15 [1982]を参照されたい）。「グラム陽性細菌」は、グラム染色で使用した一次色素を保持する細菌であり、顕微鏡下で濃青色から紫に見えるような染色細胞を生じ、「グラム陰性細菌」は、グラム染色において使用される一次色素を保持しないが、対比染色によって染色される。したがって、グラム陰性細菌は、赤く見える。
【００６９】
本明細書において使用されるものとして、「抗原結合タンパク質」の用語は、特定の抗原に結合するタンパク質をいう。「抗原結合タンパク質」は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖抗体、およびヒト化された抗体を含む免疫グロブリン、Fab断片、F（ab'）2断片、およびFab発現ライブラリーを含むが、これらに限定されない。当業者に既知の種々の手順が、ポリクローナル抗体を産生するために使用される。抗体産生のためには、所望のエピトープに対応するペプチドで注射することによって、ウサギ、マウス、ラット、ヒツジ、ヤギ、その他を含む種々の宿主動物（しかし、これらに限定されない）を免疫することができる。好ましい態様において、ペプチドは、免疫原性のキャリア（たとえば、ジフテリアトキソイド、ウシ血清アルブミン（BSA）、またはキーホールリンペットヘモシニアン[KLH]）に結合される。宿主種に依存して、種々のアジュバントが免疫応答を増大させるために使用され、フロイント（完全および不完全）、水酸化アルミニウムなどのミネラルゲル、リゾレシチンなどの界面活性物質、プルロニック・ポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳剤、キーホールリンペットヘモシニアン、ジニトロフェノール、ならびにBCG（カルメット‐ゲラン桿菌）およびコリネバクテリウム・パーバム（Corynebacterium parvum）などの潜在的に有用なヒトアジュバントを含むが、これらに限定されない。
【００７０】
モノクローナル抗体の調製のために、培養において継代される細胞株によって抗体分子を産生させるために提供されるどのような技術を使用してもよい（たとえば、Harlow and Lane, Antibodies： A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NYを参照されたい）。これらは、KohlerおよびMilsteinによって元々開発されたハイブリドーマ技術（Kohler and Milstein, Nature, 256： 495-497 [1975]）、およびトリオーマ（trioma）技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術（たとえばKozborら、Immunol. Today, 4： 72 [1983]を参照されたい）、およびヒトモノクロナール抗体を産生するためのEBV-ハイブリドーマ技術（Coleら、in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77-96 [1985]）を含むが、これらに限定されない。
【００７１】
本発明によれば、一本鎖抗体を産生するために記載される技術（米国第4,946,778号；参照として本明細書に組み入れられる）を、所望どおりに特異的な一本鎖抗体を産生するために適応させることができる。本発明のさらなる態様は、Fab発現ライブラリーの構築のために当業者に既知の技術（Huseら、Science, 246： 1275-1281 [1989]）を利用して、所望の特異性を有するモノクローナルFab断片の迅速かつ簡単な同定を可能とする。
【００７２】
抗体分子のイディオタイプ（抗原結合領域）を含む抗体断片は、既知の技術によって作製することができる。たとえば、このような断片は、抗体分子のペプシン消化によって産生することができるF（ab'）2断片；F（ab'）2断片のジスルフィド架橋を還元することによって作製することができるFab'断片、および抗体分子をパパインおよび還元剤で処理することによって作製できるFab断片を含むが、これらに限定されない。
【００７３】
抗原結合タンパク質をコードする遺伝子は、当業者に既知の方法によって単離することができる。抗体作成において、所望の抗体のスクリーニングは、当業者に既知の技術（たとえば、放射免疫アッセイ法、ELISA（酵素結合免疫吸着アッセイ法）、「サンドイッチ」免疫アッセイ法、免疫放射線アッセイ法、ゲル拡散沈降素反応、免疫拡散アッセイ法、インサイチュー免疫アッセイ法（たとえば、コロイド性の金、酵素、または放射性同位元素標識を使用する）、ウエスタンブロット、沈降反応、凝集アッセイ法（たとえば、ゲル凝集アッセイ法、血球凝集アッセイ法、その他）、補体結合アッセイ法、免疫蛍光アッセイ法、プロテインAアッセイ法、および免疫電気泳動アッセイ法、その他）などによって達成することができる。
【００７４】
本明細書において使用されるものとして、「該ドーパミン受容体を調整する化合物を被験者に投与するための説明書」の用語および文法的に均等なものは、細胞または組織において、薬物[たとえば、コカイン]中毒、うつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、不穏下肢症候群、パーキンソン病などを含む（しかし、これらに限定されない）ドーパミン受容体（たとえば、D3受容体）の異常な調節および／または機能によって特徴づけられる症状の治療のためのキットに含まれる組成物を使用するための説明書を含む。いくつかの態様において、説明書は、21連邦規則集第201条以降に従ってキット内に含まれる組成物の推奨される、または通常の用量の記載をさらに含む。本方法および組成物に適用するために必要な標識および説明書に関するさらなる情報は、米国FDAのインターネットウェブページで利用できる。
【００７５】
「試験化合物」の用語は、疾患、疾病、病気、もしくは身体機能の障害を治療または予防することができるか、またはさもなければ試料の生理学的な状態もしくは細胞の状態（たとえば、Gタンパク質結合受容体の異常な調節および／または機能、より詳細には、ドーパミン受容体[たとえば、D3]の異常な調節および／または機能）を変えるために使用することができる任意の化学物質、医薬品、薬剤などをいう。試験化合物は、既知の、および潜在的な治療的化合物を含む。試験化合物は、本発明のスクリーニング法を使用することによって治療的であることを決定することができる。「既知の治療的化合物」は、このような治療または予防に有効であることが示された（たとえば、動物試験またはヒトに対する投与による事前の経験を介して）治療的化合物をいう。好ましい態様において、「試験化合物」は、Gタンパク質結合受容体修飾因子である。
【００７６】
本明細書において使用されるものとして、「第三者」の用語は、Gタンパク質結合受容体の異常な調節および／または機能、より詳細には、ドーパミン受容体[たとえば、D3]の異常な調節および／または機能によって特徴付けられる症状を治療するための受容体（たとえば、Gタンパク質結合受容体、より詳細には、ドーパミン受容体[たとえば、D3]）を調整する化合物と同時投与することが想定される試験化合物を販売するための販売、保管業務、流通、または提供に関与する任意の存在をいう。
【００７７】
本明細書において使用されるものとして、「調整」の用語は、神経伝達物質サイクリング、酵素活性などを含む（しかし、これらに限定されない）、細胞または分子の機能面に影響を与える（たとえば、促進または遅延させる）、化合物（たとえば、ドーパミン受容体を調整する化合物）の活性をいう。
【００７８】
本明細書において使用されるものとして、「ドーパミン受容体のアゴニスト」の用語は、アゴニスト化合物（類）に供されていない対応するドーパミン受容体の活性と比較して、1つまたは複数のドーパミン受容体の活性を促進する化合物をいう。
【００７９】
本明細書において使用されるものとして、「ドーパミン受容体のアンタゴニスト」の用語は、アンタゴニスト化合物（類）に供されていない対応するドーパミン受容体の活性と比較して、1つまたは複数のドーパミン受容体の活性を遅延させる化合物をいう。
【００８０】
本発明の全般的な記載
ドーパミン（DA）は、正常な脳機能において不可欠な役割を担う神経伝達物質である。化学伝達物質として、ドーパミンは、アドレナリンと類似している。脳において、ドーパミンは、シナプス前のニューロンにおいて合成されて、シナプス前ニューロンとシナプス後ニューロンとの間の空間に放出される。
【００８１】
ドーパミンは、運動、情緒反応、ならびに快楽および疼痛を経験する能力を制御する脳のプロセスに影響を与える。ドーパミンの調節は、精神的および身体的な健康状態に重大な役割を果たす。神経伝達物質のドーパミンを含むニューロンは、中脳の黒質と呼ばれる領域においてクラスターを形成している。脳における異常なドーパミンのシグナリングは、薬物（たとえば、コカイン）乱用、うつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、不穏下肢症候群、パーキンソン病などを含む多くの病状に関係している。
【００８２】
ドーパミン分子は、シナプス後ニューロンにおけるドーパミン受容体に結合して、活性化する。次いで、ドーパミン分子は、ドーパミン輸送体タンパク質（DAT）を介してシナプス前ニューロンへ輸送されて戻され、ここで、これらはモノアミンオキシダーゼ（MAO）によって代謝される。コカイン乱用などの症状では、コカインが、ドーパミン輸送体に結合してドーパミン分子の正常な流れを遮断する。過剰濃度のドーパミンは、ドーパミン受容体の過剰な活性化を引き起こす。パーキンソン病などのその他の症状では、脳において十分なドーパミン受容体が欠如することによって、ドーパミン受容体の不十分な活性化が引き起こされる。
【００８３】
D3受容体は、ほとんど排他的に、側坐核、嗅結節、およびカエハ島などの辺縁脳領域に集中している。（たとえば、B. Landwhermeyerら、Brain Res. Mol. Brain Res., 18： 187-192 [1993]； A. M. Murrayら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91： 11271-11275 [1994]； および M. L. Bouthenetら、Brain Res., 564： 203-219 [1991]を参照されたい）。これらの脳領域は、強化および報酬機構に関連した中脳辺縁系のドーパミン投射の終末野である。（たとえば、H. C. Fibiger and A. G. Phillips, Ann. N. Y. Acad. Sci., 537： 206-215 [1988]； およびW. J. McBrideら、Behav. Brain Res., 101： 129-152 [1999]を参照されたい）。
【００８４】
本発明を実施するために本機構の理解は必要ではなく、また、本発明はこのように限定されないが、コカインがノルエピネフリン（NE）およびセロトニン（5-HT）の再摂取を強力に阻害すると共に、強化因子として作用するその能力は、ドーパミン作動性ニューロンへのドーパミンの再摂取を阻害することに由来することが考えられる。（たとえば、M. C. Ritzら、Science, 237-1219 [1987]； M. J. Kuharら、Trends Neurosci., 14： 299-302 [1991]； F. I. Carrollら、J. Med. Chem., 35： 969 [1992]；およびF. I. Carrollら、J. Med. Chem., 42： 2721-2731 [1999]を参照されたい）。コカインは、ドーパミン神経終末に位置するドーパミン輸送体（DAT）タンパク質（コカイン受容体）との特異的な相互作用を介して、この阻害作用を発揮する。結果として生じる報酬を媒介する脳の中脳辺縁系におけるシナプスのドーパミン利用能の増加は、コカインの作用に対するドーパミン仮説の本質である。このように、薬理学的および神経生物学的な証拠により、コカインの乱用に関連した効果がドーパミン作動系によって媒介されることが示される。
【００８５】
本発明は、ドーパミン3（D3）サブタイプ受容体が、コカインおよびその他の精神刺激薬の正の強化効果に関与することを考慮するものである。したがって、本発明の好ましい態様は、コカインおよびその他の精神刺激薬の乱用ならびに依存を治療するための、ドーパミン受容体リガンド（たとえば、部分アゴニスト）をデザインすることを想定する。化合物7-OH-DPATならびにプラミペキソール（pramipexole）およびPD128907などのその他のいくつかのD3部分／完全アゴニストは、インビトロにおける有糸分裂誘発機能的アッセイ法において、D3受容体におけるこれらの作用強度と非常に相関する作用強度の順位序列を伴ったコカインの自己投与を減少させる。（たとえば、S. B. Caine and G. F. Koob, Science, 260： 1814-1816 [1993]； G. F. Koob and M. Le Moal, Science, 278： 52-58 [1997]； S. B. Caineら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 291： 353-360 [1999]； M. Pillaら、Nature, 400： 371-375 [1999] ； G. F. Koob, Ann. N. Y. Acad. Sci., 654： 171-191 [1992]； S. B. Caine and G. F. Koob, J. Exp. Anal. Behav., 61： 213-221 [1994]；およびL. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67： 1078-1089 [1996]を参照されたい）。同様に、D3部位の刺激は、腹側被蓋野における自己刺激の減少（R. Depoortereら、Psychopharmacology, 124： 231-240 [1996]）、コカインおよびd-アンフェタミンの強化効果の遮断（T. Kling-Petersenら、Pharmacol. Biochem. Behav., 49： 345-351 [1994]）、および定率オペラントパラダイムにおける食物で強化される応答速度の減少（D. J. Sangerら、Behav. Pharmacol., 7： 477-482 [1996]）に関与している。場所嗜好の条件づけを評価する研究において、D3アゴニストは、単独で投与すると嫌悪効果を生じ（F. Chaperon and M. H. Thiebot, Behav. Pharmacol., 7： 105-109 [1996]）、コカインおよびアンフェタミンで条件づけされた場所嗜好を減弱した（T. V. Khroyanら、Psychopharmacology, 139： 332-341 [1998]；およびT. V. Khroyanら、Psychopharmacology, 142： 383-392 [1999]）。
【００８６】
いくつかのD3部分アゴニストにより、コカインの自己投与が減少することが示された。（S. B. Caineら、Neuroreport, 8： 2373-2377 [1997]）コカインの自己投与の減少に対するこれらの化合物の効力は、インビトロにおける有糸分裂誘発機能アッセイ法におけるD3受容体のアゴニストとしてのこれらの効力と相関している。（たとえば、S. B. Caine and G. F. Koob, Science, 260： 1814-1816 [1993]； S. B. Caineら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 291： 353-360 [1999]；およびL. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67： 1078-1089 [1996]を参照されたい）。実験動物は、D3部分アゴニストを自己投与するように訓練することができないので、部分的D3アゴニストでは、乱用の傾向がないようである。（M. A. Nader and R. H. Mach, Psychopharmacology [Berl], 125： 13-22 [1996]；およびL. Pulvirentiら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 286： 1231-1238 [1998]）。最近の研究では、比較的選択的な部分的D3アゴニストのBP897が、ラットにおいて薬剤に関連した手がかりに応答してコカインを探す行動を阻害することが示された。（M. Pillaら、Nature, 400： 371-375 [1999]）。
【００８７】
コカイン使用によりD3受容体の密度が変化することが報告されている。D3部位の密度は、コカイン服用量過多によって瀕死の人の尾状核、側坐核、および黒質において1〜3倍に増加した。（J. K. Staley and D. C. Mash, J. Neurosci., 16： 6100-6106 [1996]）。同様に、コカインによる死亡者の側坐核において、D3受容体mRNAの6倍の増加が見られた。（D. M. Segal and C. T. Moraes, Brain Res. Mol. Brain Res., 45： 335-339 [1997]）。さらに、遺伝子多型の研究では、BalI D3受容体多型およびおそらくD4受容体多型に対するホモ接合性が、コカイン依存および薬物嗜癖に寄与する可能性のあるその他の形質と関連していることが示唆されている。（R. P. Ebsteinら、Am. J. Med. Gen., 74： 65-72 [1997]；およびD. E. Comingsら、Mol. Psychiatry, 4： 484-487 [1999]）。
【００８８】
ドーパミン3（D3）受容体は、D2受容体と52%の配列相同性があり、似ているが、独自の薬理学的プロフィールを有することが報告されている。（P. Sokoloffら、Nature, 347： 146-151 [1990]）。データは、D3受容体がコカインおよびその他の精神刺激薬の正の強化効果に関与している可能性があることを示唆する。（例えば、S. B. Caine and G. F. Koob, Science, 260： 1814-1816 [1993]； G. F. Koob and M. Le Moal, Science, 278： 52-58 [1997]； S. B. Caineら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 291： 353-360 [1999]； M. Pillaら、Nature, 400： 371-375 [1999]； G. F. Koob, Ann. N. Y. Acad. Sci., 654： 171-191 [1992]； S. B. Caine and G. F. Koob, J. Exp. Anal. Behav., 61： 213-221 [1994]； L. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67： 1078-1089 [1996]； R. S. Sinnottら、Drug Alcohol Depend., 54： 97-110 [1999]； J. K. Staley and D. C. Mash, J. Neurosci., 16： 6100-6106 [1996]；およびL. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67： 1078-1089 [1996]を参照されたい）。
【００８９】
コカイン乱用の治療のための治療法として、コカインアンタゴニストを開発する従来の試みは、コカイン自身の修飾に集中しており；これが、コカイン類似体の構造-活性相関（SAR）についての豊富な情報を導いた。この領域における活発な研究努力にもかかわらず、有意なコカインアンタゴニスト活性を有する化合物は、ほとんど報告されなかった。したがって、本発明の好ましい態様は、コカインおよびその他の精神刺激薬の習慣性の全てまたは一部の効果に拮抗する新規化合物およびこれらの化合物をデザインする方法を提供する。
【００９０】
本明細書のいくつかの好ましい態様において記載されたものなどのD3受容体に対する明確な選択性を有する部分的D3アゴニストは、本発明以前には利用できなかった。たとえば、大部分の既存のD3リガンドは、D2サブタイプ受容体においてもすぐれた活性を有する。
【００９１】
いくつかの態様において、非常に選択的なD3リガンドは、コカイン中毒におけるD3受容体の機能的役割の解明を容易にするための薬理学的手段として役立つ。さらに、その他の態様において、D3受容体に対して特異的な部分アゴニストは、コカイン乱用の治療のための治療的化合物を提供する。さらにいくつかのその他の態様において、本発明の組成物および方法は、正常なドーパミン代謝を妨害することによって特徴づけられるその他の精神刺激薬に対するその他の耽溺のための治療的な処置を提供する。さらにその他の態様において、本発明の組成物および方法は、ドーパミン・シグナリングおよび／またはドーパミン受容体活性の異常な調節および／または機能によって特徴づけられるその他の疾患および症状（たとえば、うつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、およびパーキンソン病など）の治療的処置を提供する。本発明のさらなる態様は、Gタンパク質結合受容体（GPCR）の異常な調節および／または機能によって特徴づけられる症状を治療するための組成物および方法、ならびにこれらの化合物をデザインするための方法を提供する。
【００９２】
本発明以前に、非常に選択的なD3リガンドの開発を妨害していた1つの要因としては、主にドーパミン受容体の正確な3D構造の情報が欠如していたために、ドーパミンリガンドの結合および選択性の構造上の基礎があまり理解されていなかったということがある。ドーパミン受容体は、膜結合タンパク質であるので、これらの3D構造を実験的に測定することは、困難な作業である。過去には、ドーパミン受容体の3Dモデルを構築するために、ロドプシンの低解像度構造またはバクテリオロドプシンの高解像度構造のいずれかを使用する計算的な相同性モデリングアプローチが使用された。（たとえば、E. J. Homanら、Bioorg. Med. Chem., 7： 1805-1820 [1999]； M. M. Teeterら、 J. Med. Chem., 37： 2874-2888 [1994]； A. Malmbergら、Mol. Pharmacol., 46： 299-312 [1994]； S. Trumpp-Kallmeyerら、J. Med. Chem., 35： 3448-3462 [1992]； H. Moereels and J. E. Leysen, Receptors Channels, 1： 89-97 [1993]； C. D. Livingstoneら、Biochem. J., 287： 277-282 [1992]；およびS. G. Dahlら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88： 8111-8115 [1991]を参照されたい）。しかし、バクテリオロドプシンはGPCRではなく、ドーパミン受容体およびロドプシンとは配列相同性が非常に低く、膜貫通ヘリックスの位相幾何学的配置は、ロドプシンとバクテリオロドプシンのX線構造間で異なり（K. Palczewskiら、Science, 289： 739-745 [2000]）、したがって、バクテリオロドプシンに基づいたドーパミンモデルの精度は、限られている。ロドプシンの構造もモデリングのための鋳型構造として使用されたが、既存のロドプシン構造の低い解像度により、これらの精度は制限される。さらに、計算能力が制限されていることにより、本発明以前は、正確なモデリングのために必要である適切な脂質／水の環境を考慮せずに、これらのモデルにおける構造の改良が行われた。（R. G. Efremovら、Biophys. J., 76： 2460-2471 [1999]）。
【００９３】
本発明以前において、ドーパミン受容体サブタイプの特定の機能を決定することのさらにもう一つの困難な点は、特にインビボにおいて、D2およびD3サブタイプ間を確実に識別することができるリガンドの利用性が制限されていたことであった。対照的に、本発明の好ましい態様は、種々のドーパミン受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5）サブタイプに選択的に結合するようにデザインされたリガンドを提供する。その他の好ましい態様では、高い選択性でD3受容体を部分的に、または完全に調整する（たとえば、アゴニズムおよび／またはアンタゴニズム）ようにデザインされたリガンドを提供する。また、本発明は、Dファミリー受容体の他のメンバーおよびGPCRスーパーファミリーの他のメンバーを遮断するようにデザインされた化合物を提供する。さらに他の態様は、ドーパミンシグナリング調節の欠陥によって特徴づけられる症状の治療のための治療的な組成物および方法を提供する。
【００９４】
発明の詳細な説明
本発明は、ドーパミン受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5）、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体のためのリガンド（たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト）としてデザインされた化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。
【００９５】
本発明の例示的な組成物および方法は、以下のセクションにさらに詳細に記載する：I.ドーパミン受容体；II.ドーパミン受容体D1、D2、およびD3の相同性モデリング；III.D3リガンドと受容体の間の相互作用の計算的ドッキング研究；IV.新規リード化合物を同定するための一般的なデザインストラテジー；V.特異的な新規リード化合物の同定；VI.リード化合物のさらなる構造に基づいたデザインおよび化学的修飾；VII.リード化合物およびその類似体の生物学的試験および特徴付け；VIII.本組成物と組み合わせる、または同時投与される治療剤；ならびに、IX.薬学的製剤、投与経路、および用量検討。
【００９６】
以下の多数の例において、言及は、主にドーパミン受容体、特にD3受容体の修飾因子（たとえば、アゴニストおよび／またはアンタゴニスト、部分的および完全なものの双方）を提供することに向けられた組成物および方法と見なされる。しかし、本発明は、ドーパミン受容体の修飾因子を提供することに限定されることは企図されない。実際に、本発明の方法および組成物は、多くの受容体ファミリーのサブタイプ（たとえば、Gタンパク質結合受容体）を調整する組成物（たとえば、リガンド）を同定およびデザインするために有用である。
【００９７】
I.ドーパミン受容体
1950年代において、科学者は、脳における不均一なドーパミンの分布に基づいて、ドーパミンが重要な神経伝達物質であることを認識し始めた。CoolsおよびVan Rossumによる調査により、解剖学的な、電気生理学的な、および薬理学的な研究に基づいて、脳にドーパミンのための複数種類の受容体がある可能性が示唆された。（A. R. Cools and J. M. Van Rossum, Psychopharmacology, 45（3）： 243-245 [1976]）。二次メッセンジャーアッセイ法（たとえば、cAMP産生の刺激）およびリガンド結合アッセイ法の使用に基づいたドーパミン受容体の生化学的解析により、異なる生化学および薬理学的性質を有し、かつ異なる生理学的機能を媒介するドーパミン受容体、D1およびD2の2つのクラスがあることを他の研究者が提案した（例えば、J. W. Kebabian and D. B. Calne, Nature, 277 （5692）： 93-96 [1979]を参照されたい）。表1は、ドーパミン受容体のD1およびD2クラスのそれぞれのいくつかの性質の一覧を示す（P. G. Strange, Neurochem. Int., 22 （3）： 223-236 [1993]を参照されたい）。
【００９８】
【表１】
2005517630.tif 000012
【００９９】
D1様およびD2様受容体サブタイプは双方ともGタンパク質結合受容体であるが、種々のGタンパク質およびエフェクターが、これらのシグナリング経路に関与する。遺伝子クローニング技術の適用により、研究者は、少なくとも5つのドーパミン受容体（D1〜D5）があり、これらは、薬理学的および生化学的な技術を介して定義されるオリジナルのD1およびD2受容体に性質が似ている2つのサブファミリーに分けられるであろうことを示した（D. R. Sibley and F. J. Monsma Jr., Trends Pharmacol. Sci., 13 （2）： 61-69 [1992] ； O. Civelliら、Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 33： 281-307 [1993] ；およびK. R. Jarvie and M. G. Caron, Adv. Neurol., 60： 325-333 [1993]を参照されたい）。2つのサブファミリーは、しばしばD1様（D1、D5）およびD2様（D2、D3、D4）と呼ばれる。表1には、D1様およびD2様ドーパミン受容体のいくつかの重要な性質がまとめられている。たとえば、さらなるD1様受容体が、アフリカツメガエル、ニワトリ、およびショウジョウバエからクローン化されているので、ドーパミン受容体のその他のサブタイプが存在するかもしれない。
【０１００】
ドーパミン受容体のアミノ酸配列の解析により、サブタイプ間で非常に有意な相同性が存在することが示され、サブファミリー（たとえば、D1様またはD2様サブファミリー）のメンバー間で最も高い相同性が見られた。
【０１０１】
それぞれの既知のドーパミン受容体は、疎水性アミノ酸の7回膜貫通配列を含む。このように、それぞれのドーパミン受容体は、細胞外アミノ末端ならびに細胞内および細胞外のタンパク質ループによって連結された7回膜貫通ヘリックスを有することにより、Gタンパク質結合受容体の一般的な構造上のモデルに一致する（D. Donnellyら、Receptors Channels, 2 （1） ： 61-78 [1994]）。D1様受容体は、短い第三細胞内ループおよび長いカルボキシル末端尾部を有し、一方D2様受容体は、長い第三細胞内ループおよび短いカルボキシル末端尾部を有する。これは、受容体を2つのサブファミリーに分けるための構造上の基礎を提供するが、おそらく受容体／Gタンパク質の相互作用の特異性に関して機能的な意義を有する可能性がある。
【０１０２】
ドーパミン受容体の第三細胞内ループは、受容体とGタンパク質の相互作用のために重要であると考えられ、D2様受容体については、これらのサブタイプのバリアントがこのループに基づいて存在する。たとえば、D2およびD3受容体の短いバリアントおよび長いバリアントが存在し、長い形態は、このループに挿入（D2については29アミノ酸の長さ）を有する。（B. Girosら、Nature, 342 （6252）： 923-926 [1989]）。たとえば、D2受容体の多型バリアントは、このループの単一のアミノ酸が変化していることが記載されている（A. Cravchikら、J. Biol. Chem., 271 （42）： 26013-26017 [1996]）。ヒトにおいて、D4受容体は、このループに多型性の挿入を有する。（H. H. Van Tolら、Nature, 358 （6382）： 149-152 [1992]）。
【０１０３】
D2様受容体バリアントは、Gタンパク質に結合するか、または活性化する特異な能力を有しているかもしれず（A. Cravchikら、J. Biol. Chem., 271 （42）： 26013-26017 [1996]； J. Guiramandら、J. Biol. Chem., 270 （13）： 7354-7358 [1995]；およびS. W. Castro and P. G. Strange, FEBS Letts., 315 （3）： 223-226 [1993]）、また、わずかに異なった薬理学的性質を示すかもしれない（S. W. Castro and P. G. Strange （1993） J. Neurochem., 60 （1） ： 372-375 [1993]；およびA. Malmbergら、Mol. Pharmacol., 43 （5） ： 749-754 [1993]）。しかし、D4受容体のバリアントは、リガンドの結合に、またはGタンパク質に対する結合に、いかなる相違も示さないようである。（M. A. Kazmiら、Biochemistry, 39 （13）： 3734-3744 [2000]）。異なるサブタイプの個々の性質は、組換え細胞に受容体を発現させることによって、ならびにサブタイプの局在をmRNAおよびタンパク質レベルで検討することによって探索された。
【０１０４】
ドーパミン受容体サブタイプD1およびD2は、異なった薬理学的プロフィール、局在、および作用機構を有する。D1様ドーパミン受容体に関して、D1およびD5受容体は共に、同様の薬理学的特性（たとえば、ベンズアゼピンリガンドに対する高親和性）を示す。チオキサンチンは、D1様受容体に対して高親和性を示すが、D2様受容体を越えてD1様受容体に対して選択的ではない。D1様受容体はまた、アポモルヒネなどの典型的なドーパミンアゴニスト、およびジヒドレキシジン（dihydrexidine）などの選択的アゴニストに対して中程度の親和性を示す。本発明以前には、D1またはD5ドーパミン受容体のいずれかに対して選択的なリガンドは知られていなかった。
【０１０５】
D1受容体は、新線条体、黒質、側坐核、および嗅結節などの脳の典型的なドーパミンリッチ領域に高レベルで見られるが、D5受容体の分布は、より制限されている。D5サブタイプは、D1サブタイプドーパミン受容体より低レベルで見出される。D1およびD5受容体の両者は、アデニリルシクラーゼを刺激することができ、D5受容体は、この反応に対して何らかの恒常的な活性を示す。
【０１０６】
D1およびD5受容体における逆アゴニスト活性は、組換え系において、以前にはアンタゴニストであると考えられていたブタクラモール（butaclamol）などの一部の化合物に見られる。本発明を実施するために機構を理解することは必要でなく、本発明はこのように限定されないが、D1受容体がドーパミンの重要な作用を媒介し、運動、認識機能、および心血管機能を制御することが想定される。さらに、D5受容体（Gタンパク質結合受容体）とGABAA受容体（イオンチャネル連結受容体）との間の相互作用により、D5受容体に対する機能的役割を示すことが記載された。
【０１０７】
D2様受容体（たとえば、D2、D3、およびD4）は、オリジナルの薬理学的に定義されたD2受容体のものと同様の薬理学的性質を示す（たとえば、それら全ては、ブチロフェノンおよび置換されたベンズアミドなどの薬剤に対して高親和性を示す）。これらの薬剤の分類は、D2様受容体に対する選択的アンタゴニストを提供することが想定される。上記のように、D2様受容体は、また、フェノチアジンおよびチオキサンチンに対して高親和性を示す。それぞれのD2様受容体は、独自の薬理学的特徴を有し、個々のD2様受容体に対する薬剤の親和性にいくらかの相違がある。たとえば、ラクロプリド（raclopride）は、D2およびD3受容体に対して高親和性を示すが、D4受容体に対しては低親和性を示す。クロザピンは、D4受容体に対してわずかな選択性を示す。アミノテトラリンは、D2様自己受容体アンタゴニストとして何らかの選択性を示すが、これらの化合物はまた、アゴニストとしてD3受容体に対する選択性を示す。大部分のD2様受容体アンタゴニストは、D3およびD4受容体と比較して、D2受容体に対してより高い親和性を示す。D2様サブタイプは、典型的なドーパミンアゴニストに対して中程度の親和性を示すが、D3受容体は、わずかに高い親和性を示す。D2様受容体に対する選択的アゴニストである利用可能な化合物（たとえば、キンピロール）が存在するが、本発明以前には、個々のD2様受容体に対して高度に選択的なアゴニストはなかった。
【０１０８】
D2受容体は、脳における主要なD2様受容体サブタイプであり、典型的なドーパミンが豊富な脳領域において高レベルで見出される。D3およびD4受容体は、より低レベルで、かつより限定された分布パターンで見出される。D3およびD4受容体は、主に脳の辺縁領域において見出される。D2様受容体サブタイプは、組換え細胞で発現されたときに、アデニリルシクラーゼを阻害することがそれぞれ示されたが（たとえば、C. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45（1）： 51-60 [1994]； B. Gardner Bら、Br. J. Pharmacol., 118 （6）： 1544-1550 [1996]； L. Tangら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 268 （1）： 495-502 [1994]；およびD. A. Hall and P. G. Strange, Biochem. Pharmacol., 58 （2）： 285-289 [1999]を参照されたい）、D3受容体を経たシグナルを示すことは、より困難であることが証明されており、一般にその他の2つのサブタイプのものよりも低い。D2様受容体はまた、組換え系において、有糸分裂誘発（C. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45 （1）： 51-60 [1994]；およびB. C. Swarzenskiら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 91 （2）： 649-653 [1994]）および細胞外の酸性化（Chio、下記）を刺激するであろう。D2受容体については、アラキドン酸放出およびMAPキナーゼにおいて（P. Sokoloffら、Biochem. Pharmacol., 43 （4）： 659-666 [1992]；およびG. I. Welshら、J. Neurochem., 70 （5）： 2139-2146 [1998]）、ならびにD2およびD3受容体については、Ca2+チャンネルにおいて、効果が示された。（G. R. Seabrookら、Br. J. Pharmacol., 111 （2）： 391-393 [1994]）。インビボにおける反応に対するこれらの効果の関連性は、全く不明である。
【０１０９】
D2受容体は、ドーパミンの効果を媒介して、運動、脳における行動の特定の側面、および下垂体前葉からのプロラクチン分泌を制御するために重要である。脳の辺縁領域におけるD3およびD4受容体の局在は、これらが認識、情緒、および行動の機能において役割を有することを示唆する。辺縁脳領域におけるD3およびD4受容体の分布は、これらを、強力な選択的抗精神病薬をデザインするための特に魅力的な標的にする。D2様受容体は、精神分裂病（抗精神病薬）およびパーキンソン病（たとえばブロモクリプチン）を治療するために使用される大部分の薬剤に対して高い親和性を示す。
【０１１０】
II.ドーパミン受容体D1、D2、およびD3の相同性モデリング
ロドプシンのX線構造は、2.8Åの解像力で最近決定された。（K. Palczewskiら、Science, 289： 739-745 [2000]）。上記したように、D1、D2、およびD3受容体は、GPCRスーパーファミリー内のロドプシンファミリーに属する。リガンド結合部位を形成する7つの膜貫通（TM）ヘリックス内で、D1、D2、およびD3受容体ならびにロドプシンは、47%の高い配列相同性（同一性／類似性）を有することは重要である。このように、本発明の好ましい態様において、ロドプシンの高分解能X線構造は、ドーパミン受容体の3D構造を正確にモデル化するために使用される。相同性モデリングにおいて、テンプレートタンパク質構造の精度に加えて、モデル化されたタンパク質（D1、D2、およびD3）とテンプレートタンパク質（ロドプシン）との間の配列アラインメントが、モデル化された構造の精度に重要である。GPCRタンパク質のロドプシンファミリーの493個のメンバーの以前の配列解析により、D1、D2、およびD3受容体とロドプシンとの間の結合部位を含むTM領域の明確な配列アランメントが提供される（J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272： 144-164 [1997]）。したがって、本発明の好ましい態様において、相同性モデリング法は、D1、D2、およびD3受容体の、特にリガンド結合部位の正確な3D構造モデリングを提供する。
【０１１１】
脂質膜／水の環境は、膜貫通タンパク質の3D構造に影響を及ぼす。したがって、いくつかの態様において、モデル化された構造の精度をさらに改善するために、構造上の洗練において明確な脂質-水の環境を含む大規模なMDシミュレーションを行った。これらの態様のいくつかにおいて、スーパーコンピューターで動作する非常に効果的なCHARMMプログラム（バージョン2.7）（B.R. Brooksら、J. Comp. Chem., 4： 187-217 [1983]）の並列バージョンが、D1、D2、およびD3タンパク質、脂質、ならびに水分子を含む約16,000の原子を含むモデリング環境として、MDシミュレーションにおいて使用される。D1およびD3受容体構造に対して3ns MDシミュレーションは完了し、2.5nsシミュレーションをD2受容体構造について完了した。その他の態様において、実質的により長いMDシミュレーションが使用される（たとえば5ns、7ns、10ns、およびより長いもの）。しかし、本発明は、特定の長さのモデリングまたはシミュレーションに限定されることは企図されない。当業者は、種々のモデリングおよびシミュレーション時間（たとえば、より長いMDシミュレーション時間では、以前のMDシミュレーションが十分に長くない場合に、結合部位コンホメーションに関してさらに低エネルギーのコンホメーションクラスターを同定することができる）の潜在的な効果を認めるであろう。
【０１１２】
D2の結合部位は、メタンチオスルホナート（MTS）試薬を使用する実験を介して実験的に決定された。（J.A. Javitchら、Neuron, 14： 825-831 [1995]； J.A. Javitchら、Biochemistry, 34： 16433-16439 [1995]； J.A. Javitchら、Mol. Pharmacol., 49： 692-698 [1996] ； D. Fuら、Biochemistry, 35： 11278-11285 [1996]； J.A. Javitchら、Biochemistry, 37： 998-1006 [1998]； J.A. Javitchら、Biochemistry, 38： 7961-7968 [1999]；およびJ.A. Javitchら、Biochemistry, 39： 12190-12199 [2000]を参照されたい）。
【０１１３】
本発明を実施するために機構を理解することは必要でなく、本発明はこのように限定されないが、D2受容体がTM5に3つの共通のSer残基を含み（たとえばN.J. Pollockら、J. Biol. Chem., 267： 17780-17786 [1992]； B.L. Wiensら、Mol. Pharmacol., 54： 435-444 [1998]； A. Mansourら、Eur. J. Pharmacol., 227： 205-214 [1992]； C. Coleyら、J. Neurochem., 74： 358-366 [2000]； N. Sartania and P.G. Strange, J. Neurochem., 72： 2621-2624 [1999]； B.A. Coxら、J. Neurochem., 59： 627-635 [1992]；およびR. Woodwardら、J. Neurochem., 66： 394-402 [1996]を参照されたい）、かつTM3の細胞外末端の共通のAsp残基（A.Mansourら、下記）が、リガンドの結合に重要な残基であることが想定される。D2およびD3のシステイン残基は、リガンド結合のために重要である。（G.L. Albertsら、Br. J. Pharmacol., 125： 705-710 [1998]）。モデル化された構造において、これらの残基の全てが水にさらされ、かつ主にTM3、TM5、TM6、およびTM7によって形成されるリガンド結合部位の一部分である。D3のモデル化された3D構造およびそのリガンド結合部位は（図1）に示してある。D1、D2、およびD3間の構造上の相違を調査するために、さらなる解析を行った。
【０１１４】
D1とD3受容体との間の構造上の相違は、これらのリガンド結合部位に関して非常に重大であることが見出された。結合部位のTM2〜TM7の膜貫通領域における水に露出された残基を考慮したときの、主要な残基の相違を下記（表2）に示してある。TM3の残基および構造上の相違は、リガンドの選択性に影響を与える。
【０１１５】
D1／D3キメラ受容体を使用するさらなる実験では、D3のTM3の細胞外部分をD1の対応する残基と置換すると、多くのD3リガンドの結合親和性が有意に減少することが示された。さらに、D3のC114からD1の対応する残基Serへの単一突然変異により、結合親和性が、キンピロールについて37倍および（-）-3-PPPについて57倍に減少する。（G.L. Albertsら、Br. J. Pharmacol., 125： 705-710 [1998]）。いくつかの態様において、Y-373をD1のより大きなTrp（W321）によって置換する。本発明は、D3とD1との間の主要な構造上の相違が、種々のドーパミン受容体に選択的に結合するリガンドをデザインするための合理的な基礎を、およびその他の態様においては、Gタンパク質受容体ファミリーの他のメンバーに選択的に結合するリガンドをデザインするための基礎を提供することを想定する。表2は、溶媒分子またはリガンドが接触できる領域のD1およびD3結合部位（D1の残基を括弧内に示してある）におけるいくつかの配列相違を示す。
【０１１６】
【表２】
2005517630.tif 000013
【０１１７】
D2受容体とD3受容体の間にも有意な構造上の相違が存在するが、D1受容体とD3受容体の間において見られるものよりも重大ではない。D2およびD3の高分解能モデルを用いた慎重な構造解析を使用して、D2受容体とD3受容体の間の主要な配列の4つの領域（すなわち、領域A、B、C、およびD）および構造上の相違を同定した。ドーパミン受容体サブタイプ間で異なる対応する残基については、これらの側鎖原子の位置についていくらかの不確実性がある。この問題を解決するために、本発明は、ローターマー（rotormer）ライブラリーを使用する最新の相同性モデリング法を使用して、同一でない残基の側鎖において最も確度の高いコンホメーションを提供する。
【０１１８】
好ましい態様において、これらの4つの領域で特徴づけられる構造上の相違は、関心対象の特定の受容体（たとえば、D3受容体）に選択的に結合するリガンドをデザインするための合理的な基礎を提供する。
【０１１９】
領域Aにおいて、D3のTM1の残基N47、D75、F338、N375、N379（それぞれ、D2の残基N52、D80、F382、N418、N422）は、膜貫通領域の深く大きな疎水性ポケットの一部分であることが見出された。好ましい態様において、本発明は、領域Aの大きな疎水性ポケットに達するようにデザインされた大きな尾部に鎖でつながれた可動性のリンカーを有し、選択的にD3またはD2受容体のいずれかに結合するリガンドを提供する。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。たとえば、いくつかの提案されたリード化合物の分類のSAR解析により、大きな尾部セクションを有する長いグループリンカーがD3受容体に選択的に結合することが示される。
【０１２０】
領域Bにおいて、D3のTM6の残基F345およびF346は、D2の対応する残基F389およびF390と比較して異なった側鎖の向きを有することが見出された。また、TM6の構造上の相違は、TM6とTM7の間のヘリックス間パッキングに影響を及ぼすことが見出された。D3の残基T368は溶媒にさらされ、対応するD2残基F411は、TM6-TM7間のヘリックス間相互作用において役割を果たす。また、残基T369、Y365、F345、およびF346は、D2ならびにD3のTM6およびTM7の構造上の相違に重要である。これらの残基は、これらのそれぞれのリガンドと直接相互作用することが想定される。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。たとえば、キメラD2／D3受容体の研究により、TM6およびTM7が、選択的D3部分アゴニストであるPD 129807の選択性に寄与することが示された。また、キメラD2／D3受容体の研究により、TM6およびTM7領域がD2とD3の間におけるいくつかのリガンドの選択性の原因となることが示された。さらにその他の研究により、D2受容体のF198、F389、F390のアラニンへの変異が、D3に対してD2への結合優先度を示すリガンドであるN-0437の結合を消滅させることが示される。さらにその他の研究では、T369Vの変異が、2つのD3選択的リガンドの結合親和性を有意に増大するが、選択的でないリガンドのものは増大しないことが示された。これは、この領域がリガンドの選択性のために重要なことを示唆する。
【０１２１】
領域Cにおいて、D3およびD2における最も多くのコンホメーションクラスターの比較（MDシミュレーションから）では、Pro200（TM5）の好ましいキンク（kink）角度が、D3（16.3°）においてはD2（24.0°）よりも小さいことが示される。このキンクが、3つの重要なTM5のセリン残基（それぞれ、D2のS193、S194、およびS197、ならびに、それぞれ、D3のS192、S193、およびS196）を含むD3とD2の間のTM5の細胞外末端における残基の位置を移動させる。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。研究により、TM5のこの保存されたProの前の残基の性質は、一部のリガンドの結合／選択性に影響を与えることが示される（たとえば、D1、D2、およびD3において、関連した残基は、それぞれIle、Val、およびLeuである）。さらなる研究により、同じリガンドに対するD2およびD3受容体の結合親和性に対して異なった効果を有するような、対応するTM5のセリンにおける変異が示され、したがって本発明の好ましい態様は、変異によるこれらの受容体の相違を利用することによって、D2またはD3受容体のいずれかに選択的に結合するようにデザインされる。なおさらなる研究では、（R）-（+）-7-OH-DPATは、D3受容体のS192と相互作用することを示す。この化合物の選択性は、ヒドロキシル置換基が5位に移動すると、5倍減少した。
【０１２２】
領域Dの疎水性ポケットは、TM3、TM4、TM5、およびE-IIループの残基によって形成される。D3におけるV111、I183、F188の向きおよび位置は、対応するD2の残基、V115、I194、F189のものとは非常に異なる。D2ではIleであるD3のTM4の残基V164は、TM5の3つのセリン残基に近い。また、TM5の好ましいキンク角度において見られる相違は、このポケットの構造上の相違に寄与する。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。研究により、D3およびD2受容体の領域Dは、たとえばTM3と、D2受容体の残基I183に対応するD3受容体のE-IIループの残基S182とを連結するジスルフィド橋に隣接した位置に非保存的な配列の相違を含むことが示される。この位置が、D3のI183、F188、またはD2のI184、F189に近接することは重要である。A163は、D2のT165に対応する。水に露出されるD2の残基S163は、この領域においてリガンドと相互作用するために利用され、これはD3においてはアラニン（A161）によって置換される。
【０１２３】
本発明の好ましい態様は、これらの4つの特定の領域（領域A、B、C、およびD）における構造上の相違に基づいて、ドーパミン受容体サブタイプに特異的なリガンドをデザインすることを想定する。特に好ましい態様において、本発明は、D3受容体の領域Bに特異的に結合するリガンドの構造に基づいたデザインを想定する。
【０１２４】
本発明の組成物（および方法）の好ましい態様は、種々のドーパミン受容体およびそれらの膜貫通（TM）領域の正確なモデリングを使用してデザインされた。
【０１２５】
ドーパミン受容体の配列は、ロドプシンファミリーの493タンパク質によって共有される保存されたアミノ酸セットの約93〜97%を含む。（J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272： 144-164 [1997]を参照されたい）。本発明の相同モデリングに使用したD1、D2、およびD3、ならびにロドプシンの間の配列アラインメントは、500のGPCRメンバーならびにGPCR内のロドプシンサブファミリーに属するD1、D2、D3、およびロドプシンに由来するものであった。
【０１２６】
ドーパミン受容体D1、D2、およびD3、ならびにロドプシンは、7つの異なったTM領域において約47%の残基の同一性／類似性を共有する。ロドプシンとD3受容体との間の配列同一性は、28%であり、非常に正確な相同性モデル構造を達成するのに十分であると考えられる30%の閾値に近い。リガンドのための結合部位を形成するD1、D2、およびD3、ならびにロドプシンのヘリックス領域の間の配列アラインメントでは、ギャップまたは挿入は存在しない。したがって、好ましい態様において、ドーパミン受容体D1、D2、およびD3受容体の構造の正確なモデリングを提供するために、ロドプシンの高分解能X線構造が使用される。下記の表3に示すように、以前に得られたロドプシンファミリーの保存されたアミノ酸残基、およびさらにロドプシンとドーパミン受容体との間の配列同一性により、膜貫通領域におけるロドプシンとD1、D2、およびD3受容体との間の明確な配列アラインメントが可能になる。（J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272： 144-164 [1997]を参照されたい）。このロドプシンのアラインメントおよびX線を使用して（K. Palczewskiら、Science, 289： 739-745 [2000]）、D1、D2、およびD3受容体の膜貫通領域の初期座標を、InsightIIパッケージのHomology Moduleを使用して作成した。（A.M. van Rhee and K.A. Jacobson, Drug Dev. Res., 37： 1-38 [1996]）。TM領域についての配列アラインメントには挿入または欠失はないので、ロドプシンのバックボーン原子の座標を、ドーパミン受容体の整列させた残基のバックボーン原子の座標としてコピーした。ロドプシンとドーパミン受容体との間で整列させた残基が同一の場合、ロドプシン構造における側鎖原子の座標を、対応するドーパミン残基の側鎖原子の座標としてコピーした。整列させた残基が同じものでない場合、ロドプシンの残基を対応するドーパミン残基の型に変異させた。相同性モデリングモジュール内の側鎖回転異性体ライブラリーを、最も可能性のあるアミノ酸側鎖の向きをモデル化するために使用した。
【０１２７】
表3には、ロドプシン（RHOA）とD1、D2、およびD3受容体との間の膜貫通（TM）領域（TM1〜TM7、プラス短いTM8）の配列アラインメントを示す。太文字は、GPCRタンパク質のロドプシンファミリーの493個のメンバー内で保存されたアミノ酸を示し、同時にロドプシンと3つ全てのドーパミン受容体との間で同一である。好ましい態様において、ロドプシンとドーパミン受容体との間のさらなる配列同一性と合わせて、これらの保存されたアミノ酸は、それぞれの膜貫通ヘリックスについての明確な配列アラインメントを提供する。表3において下線を引いた文字は、ロドプシン、D1、D2、およびD3受容体の間で同一または類似のさらなるアミノ酸残基である。
【０１２８】
【表３】
2005517630.tif 000014
【０１２９】
7つのTMヘリックス（TM1〜TM7）は、D1、D2、およびD3受容体のリガンド結合ポケットを含むTM領域の細胞外側に大きい間隙を形成する。好ましい態様において、いくつかの細胞外ループ（E-I、E-II、E-III）は、リガンド結合ポケットの近くにあり、リガンド結合ポケットの構造にいくらかの影響を有するかもしれないので、本モデルに含めた。また、短い細胞内ループC-Iも、その側鎖がロドプシンの結晶構造中のヘリックス7の細胞内末端に連結された短いヘリックス部分と相互作用するために、含めた。その他のループ（C-II、C-III）ならびにNおよびC末端は、リガンド結合部位からは遠い。したがって、これらは、リガンドの結合に影響を与えないことが想定され（D.H. van Leeuwenら、Mol. Pharmacol., 48： 344-351 [1995]；およびH. Hellerら、J. Phys. Chem., 97： 8343-8360 [1993]）、したがって、好ましいモデルには含めなかった。省いたループの前後の残基は、アセチル基およびN-メチル基でおおわれていた。細胞外ループ領域（E-I、E-II、およびE-III）および1つの細胞内ループC-Iは、ロドプシンとドーパミン受容体との間の配列相同性に基づいてモデル化した。これらのループ領域のいくつかについては、ロドプシン、D1、D2、およびD3受容体の間でかなり高い配列相同性が見られた。ロドプシンとD3受容体との間のアミノ酸同一性は、それぞれE-Iについて33%、E-IIIについて25%、C-Iループについて33%である。TM3の末端の保存されたシステイン（表3）（D1のCys96、D2のCys107、およびD3のCys103）と非常に短いE-IIのループのシステイン残基（D1のCys186、D2のCys182、およびD3のCys181）との間に形成される保存されたジスルフィド結合が存在する。このジスルフィド結合は、ドーパミン受容体のこの短いループのコンホメーションの柔軟性を制限することが想定される。したがって、好ましい態様において、ループ構造は、TM3の末端のシステイン残基とE-IIループのシステインとの間のジスルフィド結合の形成のための空間的要求を満たすように、INSIGHTIIプログラムパッケージ（INSIGHT II, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA）のモデリング手段を使用して作製した。
【０１３０】
本発明を実施するために機構の理解は必要でなく、本発明はこのように限定されないが、TM5およびTM6に見られる2つの保存されたプロリンのキンクは、リガンド結合部位構造に影響を与えるため、リガンド結合に重要であることが想定される。さらに、保存されたもう一つのプロリンのキンクが、TM7の細胞内部分に見られ、これは、受容体の機能に必須であると考えられる。（H. Hellerら、J. Phys. Chem., 97： 8343-8360 [1993]を参照されたい）。これらの3つの重要なプロリンの完全な保存により、モデル化されるD1、D2、およびD3の構造のTM5、TM6、およびTM7におけるプロリンのキンクの正確なモデリングが可能となる。ロドプシンの2つのその他のプロリンは、1つがTM1（Pro53）において見られ、第2のプロリンがTM7（Pro291）の細胞外側において見られ、D1、D2、およびD3では、その他の残基によって置換される。また、本発明を実施するために機構の理解は必要でなく、本発明はこのように限定されないが、TM1は、あまりにリガンド結合部位と離れているため、リガンド結合に重要でないことが想定される。TM7の細胞外側に見られるPro291は、このヘリックスの細胞外末端の近くにあり、したがってリガンド結合部位のコンホメーションに対してわずかしか効果を有さない。これらの2つの部位におけるα-ヘリックスの標準的な水素結合パターンは、初期のMDシミュレーションの際に、水素結合バックボーン原子間で弱いNOE制限を適用することによって得られた。ロドプシンのX線構造を用いたD1、D2、およびD3における最も重要なヘリックスの正確なモデリングは、本発明に、D1、D2、およびD3について高品質なリガンド結合部位の構造を提供する。
【０１３１】
脂質膜／水の環境は、TMタンパク質の3D構造に非常に影響を及ぼすことが示されている。（R.G. Efremovら、Biophys. J., 76： 2460-2471 [1999]を参照されたい）。本発明以前には、ドーパミン受容体モデリング作業は、コンピュータの能力が制限されていたために、脂質膜／水の環境のモデリングを避けていた。本発明では、さらにモデル精度を改良するために、明確な脂質膜/水の環境をさらなる構造上のモデリング実験に含めた。好ましい態様において、膜をモデリングするために選択される脂質分子は、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスファチジルコリン（POPC）である。W.L. Jorgensenら、J. Chem. Phys., 79： 926-935 （1983）に明記されているように、200のPOPC分子からなる二重層モデルをモデリング実験において使用した。好ましい態様において、ドーパミン受容体構造（たとえば、D3）を、493個のGPCRタンパク質の配列解析から得られた予測される膜境界の位置に従って、二重層モデルに組み込んだ。（J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272： 144-164 [1997]を参照されたい）。まず、脂質二重層の中央に位置する多くの脂質分子を除去して、受容体構造のものとほぼ同じ直径を有する穴を作製した。次に、タンパク質構造の大きさを、穴の中心にこれを配置する前に50%に縮小した。次いで、MDシミュレーションを介して、減少した大きさのタンパク質構造を、5%の増分幅で段階的にもとの大きさへ戻した。脂質分子は、MDシミュレーションの間に、タンパク質構造を収容するようにそれ自体を調整することができるが、タンパク質構造は、厳格に保持される。この手順により、タンパク質構造および脂質間に大きな空隙ができること、ならびにタンパク質が単にこのプロセスを伴わずに二重層穴に配置される場合に起こるであろう厳密なファンデルワールス反発力によって生じるタンパク質および二重層分子の構造の突然の分解を防ぐと想定される。
【０１３２】
次いで、受容体構造の細胞内および細胞外の領域を水に露出させる。好ましい態様において、これらの実験における水の環境は、B. R. Brooksら（B.R. Brooksら、J. Comp. Chem., 4： 187-217 [1983]）に記載されたとおりに、TIP3Pの明確な水モデルを使用することによって、正確にモデル化される。水に露出したタンパク質残基および荷電脂質頭部を最小20Åの水層で覆うために、約2,000〜2,200の水分子を使用した。系全体の大きさは、全体で約16,000の原子である。
【０１３３】
その他のいくつかの態様において、モデル化した構造における大規模な構造上の改善を、明確な脂質および水分子を含めることによって行う。CHARMMプログラム（バージョン2.7）の並列バージョン（A.D. MacKerell Jr.ら、J. Phys. Chem. B., 102： 3586-3616 [1998]）、およびその最新のCHARMM力場（W.D. Cornellら、J. Am. Chem. Soc., 117： 5179-5197 [1995]）を、全てのエネルギー最小化およびMDシミュレーションのために使用する。本発明は、MDシミュレーションから得られるコンホメーションのクラスターが、用いたCHARMM力場による影響を受けないことを確認するために、最新バージョンのAMBER力場およびプログラムを使用する並列シミュレーションを行うことをさらに想定する。AMBERおよびCHARMMは、最も普及している2つのMDシミュレーションプログラムである。AMBERおよびCHARMMプログラムの力場は、タンパク質シミュレーションについて広く試験されている。
【０１３４】
本発明は、512 CPUクレイT3Eスーパーコンピューター（たとえば、ピッツバーグスーパーコンピューターセンター）、国立衛生研究所（NIH）の32 CPU Origin 2000コンピューターシステム、および／またはミシガン大学癌研究センターのLinux 48-CPUクラスターで、これらのモデルおよびシミュレーションを動作させることを想定する。
【０１３５】
さらに他の態様において、ドーパミン受容体構造の事前の平衡化は、エネルギー最小化および分子動力学シミュレーションを経て達成される。これらの態様のいくつかにおいて、エネルギー最小化のためにAdopted-Basis Newton Raphson（ABNR）方法を使用する。シミュレーションは、統合されたCHARMM原子モデルにPOPC脂質分子の炭化水素尾部を適用したことを除いて、CHARMM力場の最新バージョンの全ての原子の提示を使用して行った（W.D. Cornellら、J. Am. Chem. Soc., 117： 5179-5197 [1995]）。好ましい態様において、Leapfrog Verletアルゴリズムを使用した。さらに他の態様において、その「外部」に隣接するものがない縁において脂質分子層によって引き起こされる人為的な現象を減少させるために、これらの炭化水素尾部原子が起点から35Åよりも離れている場合は、確率論的境界法を適用し；摩擦係数を200にセットした。脂質頭部のリン原子を固定した。誘電率は、1にセットし、時間工程は、1fsにセットした。温度は、1.0psの結合崩壊時間で300Kに一定に保持した。長距離静電力は、力スイッチ法で、12〜14Åで処理した；ファンデルワールス力は、14Åでカットした。非結合のリストは、15Åまでで作製し、ヒューリスティックに更新した。ランジュヴァン領域に入る原子をチェックする頻度は、20工程にセットした。最終産生MDを動作させる前に、系を、入れ子エネルギー最小化サイクルの3工程で事前に平衡化して、大規模なMDシミュレーションを動作させる。大幅にドーパミン構造を改良するため、および結合部位コンホメーションの標本抽出するためには、非常に長い産生MDシミュレーション（少なくとも10ns）を行う。最終的な産生の実行の軌道ファイルは、解析についてps毎に保存する。
【０１３６】
ドーパミン受容体の結合部位は、特にTM5およびTM6のヘリックスの屈曲、ならびに結合ポケットを形成する残基の側鎖コンホメーションに関して、一定の柔軟性を有する。さらに、異なるリガンドは、結合間隙の特徴的な異なるコンホメーションに優先的に結合するであろう。これらの理由のために、本発明のいくつかの態様では、結合間隙のコンホメーションの標本を抽出するために、それぞれの受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、および／またはD5）に対する非常に長い（たとえば、5、10、50、100ns、またはより長く）MDシミュレーションを使用する。多くのコンホメーションが作製されるので、シミュレーションにおいて得られる主要なコンホメーションを同定するために、コンホメーションクラスター解析の使用が必要である。コンホメーションクラスター解析は、2つの判定基準を使用するCHARMMスクリプトを使用して行った。第一の判定基準は、TM5およびTM6のヘリックスの屈曲角度であった。第二の判定基準は、結合ポケットを形成するこれらの残基の二面角であった。D3受容体の2.0nsのMDシミュレーションの間に保存された2000の受容体コンホメーションに基づいて、4つの主要なコンホメーションクラスターが、30%、16%、13%、および10%の分布で得られた。第一のクラスターは、次に大きなものよりもほぼ2倍多くを占めているので、このクラスターの中心的コンホメーションは、その天然の環境におけるD3受容体に対して、優先され、かつ良好な代表的な構造であると考えられる。構造に基づいたデータベース検索の目的では、この代表的なD3コンホメーションが受容体構造と考えられた。
【０１３７】
III.D3リガンドと受容体との間の相互作用の計算的なドッキング研究
本発明のドッキング研究に使用される受容体構造は、D1、D2、およびD3の3D構造の非常に長いMDシミュレーションから得られた。主要な（最もポピュレートされた（populated））コンホメーションのクラスターを同定するために、クラスター解析を行った。好ましい態様において、それぞれのドーパミン受容体サブタイプ（たとえば、D1、D2、およびD3）については、それぞれの主要なコンホメーションのクラスターを、次のドッキング研究に使用する。本発明を実施するためには機構の理解は必要でなく、本発明はこのように限定されないが、それぞれの受容体について複数の構造を使用することの1つの利点は、受容体のコンホメーションの柔軟性をよりよく考慮に入れること、さらにリガンドコンホメーションの柔軟性を考慮に入れることであることが想定される。好ましい態様において、受容体は、AMBER力場における融合原子近似を使用して処理される。（Available Chemicals Directory [ACD]： Database of chemicals and their suppliers, MDL Information Systems, Inc., Morristown, NJを参照されたい）。極性の水素原子を受容体に付加し、Kollman融合原子の部分的電荷を割り当てた。いくつかの態様において、全ての水分子を除去し、原子の溶媒和パラメーターおよび断片の体積をAUTODOCKプログラムのAddSoll機能を使用して受容体原子に割り当てた。
【０１３８】
好ましい態様において、同定された全てのリード化合物D3リガンドおよびこれらの選択的類似体は、本発明のモデリングおよびシミュレーション方法を使用して研究される。さらなる好ましい態様において、デザインされたリード化合物類似体の全ては、大規模なドッキングシミュレーションおよびモデリングを使用して供される。なおさらなる好ましい態様において、全ての起こりうるキラル配位は、それぞれのリガンドに対して考慮される。いくつかの態様において、初期のリガンド3D構造は、Sybyl（Tripos Associates, Inc., St. Louis, MO）分子モデリングパッケージを使用して作製される。
【０１３９】
さらに他の態様において、ドッキング研究を行うために、AUTODOCK（バージョン3.0）プログラムが使用される。（たとえば、G.M. Morrisら、J. Computer-Aided Molecular Design, 10： 293-304 [1996]； G.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19： 1639-1662 [1998]； D.S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9： 1-5 [1996]；およびG.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19： 1639-1662 [1998]を参照されたい）。AUTODOCKプログラムは、タンパク質-阻害剤、ペプチド-抗体、およびタンパク質-タンパク質複合体を正確に予測するために広く使用されている。AUTODOCKプログラムは、ドッキングシミュレーションの間に、リガンドのコンホメーションの柔軟性を考慮に入れる。AUTODOCKプログラムにおいて利用できる3つの検索方法の中で、ラマルク説遺伝的アルゴリズム（Lamarckian genetic algorithm; LGA）法が、正確なリガンド結合モデルを予測するために非常に効率的であることが見出された。したがって、いくつかの態様において、AUTODOCKプログラムにおけるラマルク説遺伝的アルゴリズム（Lamarckian genetic algorithm; LGA）法が、本発明のドッキング研究においてさらに使用される。（D. S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9： 1-5 [1996]）。AUTODOCKプログラムの最新バージョンも、新たな経験的な結合自由エネルギー関数を取り入れている。
【０１４０】
いくつかの態様において、リガンドにおける回転可能な結合は、AUTODOCKユーティリティ（AUTOTORS）を使用して定義した。好ましいドッキングシミュレーションにおいては、リガンドの全ての回転可能な結合が制限されなかった。また、リガンドの位置および向きも、制限されなかった。格子地図の中心は、D2のCys118もしくはD3のCys114の硫黄原子またはD1のSer107の酸素原子の座標を使用して定義し、これは結合部位の一部であると決定された。それぞれのドッキング研究について、通常10回のドッキングシミュレーションを行った。ドッキングシミュレーションに使用したステップの大きさは、平行移動（translation）については0.2Åならびに向きおよびねじれについては5°であった。ドッキングされた構造の解析において、リガンドの根平均二乗偏差のためのクラスタリング許容値を1.0Åにセットした。
【０１４１】
さらなる態様において、CERIUS2（Accelrys, Inc., San Diego, CA）プログラム内のドッキングモジュールを、ドッキングシミュレーションを行うために使用する。本発明は、クロス確認および改良された精度を提供する2つ（またはそれ以上）の異なったドッキングシミュレーションプログラム／ルーチンを使用することを想定する。したがって、本発明の好ましい態様は、2つ（またはそれ以上）のドッキングシミュレーションプログラムおよび／またはルーチンを使用する。
【０１４２】
我々がこのプロジェクトにおいて使用したAUTODOCKプログラムを含む、最新の計算的ドッキング方法の1つの限界は、計算能力の限界のために、ドッキングの間にタンパク質コンホメーションの柔軟性がほとんど考慮されないということである。この限界を克服するために、本発明は、計算的ドッキング研究のために、MDシミュレーションから得られた多数のタンパク質（たとえば、ドーパミン受容体および／またはその他のg-タンパク質結合受容体）のコンホメーションを使用することを想定する。本発明は、受容体（たとえば、ドーパミン受容体D1、D2、および／またはD3）では、これらの結合部位に関して多数の低エネルギーコンホメーションを仮定してもよく、したがって異なるリガンドが、異なる低エネルギーコンホメーションの受容体に結合してもよいことをさらに想定する。
【０１４３】
特定のタンパク質（たとえば、ドーパミン受容体）の多数のコンホメーションを使用することにより、計算的ドッキング研究の精度が非常に改善されることが見出された。したがって、本発明のいくつかの好ましい態様は、選択的リガンド（たとえば、D3選択的リガンド）のデザインおいて標的タンパク質の多くのコンホメーションを使用する。
【０１４４】
本発明のその他の好ましい態様は、最適な性能（たとえば、選択性）のためのリガンドデザインを補正するために得られた予想される複雑な構造に対して、大規模なMDシミュレーションを使用することにより、そのリガンドを結合するときに生じ得る受容体のコンホメーションの変化（誘導的適合）の潜在的な問題を解決する。
【０１４５】
1つの態様において、本発明は、D3受容体構造に対し、7-OH-DPATおよびその類似体のドッキング研究を提供する。（+）-7-OH-DPATは、サブタイプD2以上にドーパミン受容体サブタイプD3に対して何らかの選択性を示す部分アゴニストである。D3受容体に結合する（+）-7-OH-DPATの構造上の基礎を調査するために、大規模な計算的ドッキング研究をAUTODOCKプログラムパッケージを使用して行った。（G.M. Morrisら、J. Computer-Aided Molecular Design, 10： 293-304 [1996]； G.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19： 1639-1662 [1998]； D.S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9： 1-5 [1996]およびG.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19： 1639-1662 [1998]）。クラスター解析から得られる最もポピュレートされたD3受容体コンホメーションを、ドッキング研究において受容体構造として使用した。行った10回のAUTODOCKシミュレーションのうちの、最も低いエネルギーの4つの複合体は、図3で示したように、リガンドのための単一の結合モデルに収束した。変異誘発解析および大規模な構造-活性相関（SAR）情報を介して得られた（+）-7-OH-DPAT（図4）リガンドについての豊富な実験的情報が存在するので、（+）-7-OH-DPATリガンドについて予測されるD3に対する結合モデルは、容易に確認された。
【０１４６】
（+）-7-OH-DPATとD3受容体との間で予測される受容体-リガンドの相互作用は、以下のものを含む（しかし、これらに限定されない）実験的証拠によって支持される。第1に、D2およびD3受容体は、高い親和性でプロトン化されたアミンを含むリガンドを結合するが、どのような特定の機構にも限定されず、この結合は、TM3の細胞外末端のAsp（ロドプシンファミリーのGPCRのその他のメンバーにも同様に共通）との塩橋の形成を介して起こると考えられる。D2（D114）受容体におけるこのアスパラギン酸のGlyまたはAsnへの変異は、アゴニストおよびアンタゴニストの両者の結合を消滅させる。（A. Mansourら、Eur. J. Pharmacol., 227： 205-214 [1992]を参照されたい）。第2に、（+）-7-OH-DPATの水酸基は、S192およびS196と水素結合を形成することが予測される。実際に、S192A変異体D3受容体は、野生型受容体と比較して、16倍減少した親和性で（+）-7-OH-DPATリガンドを結合する。（N. Sartania and P. G. Strange, J. Neurochem., 72： 2621-2624 [1999]を参照されたい）。また、D2の対応する残基S193は、D2受容体におけるこのリガンドの結合に寄与することが示された。（C. Coleyら、J. Neurochem., 74： 358-366 [2000]を参照されたい）。第3に、Cys114は、（+）-7-OH-DPATリガンドのプロピル基の1つと緊密に接触することにより、「プロピル」ポケットを形成する。実際に、Cys114Serの変異は、試験した14の化合物のうち、プロピルを含む（+）7-OH-DPATリガンドの親和性を選択的に減少させる。（G.L. Albertsら、Br. J. Pharmacol., 125： 705-710 [1998]；およびG.L. Albertsら、Mol. Pharmacol., 54： 379-388 [1998]を参照されたい）。第4に、（+）-7-OH-DPATのプロピル基の1つは、高度に疎水性のポケットに結合するが、もう一方は、疎水性／親水性の混合された環境にある。このモデルに基づいた予測は、両方のプロピル基が除去される場合に結合親和性の10倍の減少が観察されたが、1つのプロピルだけを削除してもリガンドの結合能を変化しないようであることと一致している。（D.A. Norman and L.H. Naylor, Biochem. Soc. Trans., 22： 143S [1994]を参照されたい）。（+）-7-OH-DPATの5-OH-DPAT（図4）類似体については、両方のプロピル基を除去することによる変化は、さらにより劇的である。プロピル基のうちの1つを除去しても、D3におけるリガンド結合に対して効果を有さないが、両方のプロピル基を除去することにより、635倍までリガンドの親和性を減少させる。（D.A. Norman and L.H. Naylor、下記、を参照されたい）。1つのD3疎水性ポケットは、かなり大きく、非常により大きな基を許容することができるが、その他のポケットは、大きさが限定されており、疎水性／親水性の混合された環境を有するということは重要である。合わせると、本発明に開示されたリガンドデザイン方法によって予測されるドッキング結果と、既存の実験的な変異のデータおよび（+）-7-OH-DPATリガンドとD3受容体の結合についてのSARデータとの間には、優れた一致が見られた。
【０１４７】
この優れた一致は、本発明によって想定される、モデル化されたD3構造の確証として役立ち、およびこれは、潜在的に強力なD3リガンドに対するD3の結合の構造上の基礎において洞察を提供する。
【０１４８】
IV.新規リード化合物を同定するための一般的なデザインストラテジー
本発明の好ましい態様は、ドーパミン受容体の選択的リガンドとしての潜在的なリード化合物を同定するための、新規の構造に基づいたアプローチを使用する。特に好ましい態様において、これらの新規の構造に基づいたデザインアプローチは、ドーパミン受容体D3の強力かつ選択的な修飾因子（たとえば、部分アゴニスト）を同定するために、そしてさらにデザインする（たとえば、最適化する）ために使用される。さらに他の好ましい態様において、ドーパミン受容体D3の強力かつ選択的な修飾因子は、被験者におけるD3受容体の調節の欠陥によって特徴づけられる症状（たとえばうつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、およびパーキンソン病など）の治療に有用な治療的化合物である。
【０１４９】
本発明は、図5で示したような、リードGタンパク質受容体結合リガンド（たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5を含むドーパミン受容体（しかし、これらに限定されない））を同定およびデザインする（たとえば、最適化する）ための新規かつ強力なアプローチをさらに提供する。好ましい態様において、第一段階は、非常に構造的に多様な合成および天然の有機化合物の500,000のライブラリーを検索して初期の受容体結合候補リガンド（「ヒット」）を同定するための、リガンドファルマコフォアに基づいた3D-データベース検索技術を使用する、潜在的なリード化合物（たとえば、D3アゴニストおよび／またはアンタゴニスト）の同定を提供する。たとえば、1つの態様において、ファルマコフォアモデルは、既知のD3リガンドの3D構造およびそれらの構造-活性相関（SAR）に基づいて開発された。このファルマコフォアモデルは、国立癌研究所（NCI）の3D構造データベースを検索するため、および／またはAvailable Chemicals Directory（ACD）（S. Wangら、J. Med. Chem., 37： 4479-4489 [1994]を参照されたい）データベースを検索するために使用した。NCI 3Dの最新バージョンの「公開」データベースは、245,000構造からなり、研究者は、これらの構造および化学物質試料にアクセスすることができる。（J. H. Voigtら、J. Chem. Inf. Comput. Sci., 41： 702-712 [2001]を参照されたい）。ACDデータベース（v99.2）の最新バージョンは、275,000のモデル化された3D構造を含む。（Available Chemicals Directory, MDL Information Systems, Inc., Morristown, NJ）。
【０１５０】
1つの態様において、本発明は、Webに基づいた3D-ファルマコフォアドッキングプログラムパッケージを提供する。本発明のWebに基づいた3D-ファルマコフォアドッキングプログラムは、Chem-Xプログラムと同様の結果を提供することが見出された。（I. D. Kuntz, Science, 257： 1078-1082 [1992]を参照されたい）。いくつかの態様において、3D-データベース形式に変換されたNCIおよびACDデータベースの一方または両方を、潜在的な受容体結合リード化合物の同定の一部として、本Webに基づいたプログラムによって検索する。
【０１５１】
さらに他の好ましい態様において、第2の構造に基づいたスクリーニング工程は、関心対象の受容体（たとえば、D3受容体）と、第1の工程において同定されたヒット化合物（たとえば、ドーパミン受容体リガンド）の相互作用をさらに明らかにするための次の手段を提供する。
【０１５２】
好ましい態様において、第2の構造に基づいたスクリーニング工程は、第1の工程の3D-ファルマコフォア検索を介して同定された「ヒット」のみを含む「より小さな」データベースを使用する。しかし、本発明は、この方法論に基づいて潜在的な標的受容体リガンドを選択することに限定されることは企図されない。さらに他の好ましい態様において、構造に基づいたデータベース検索を行うために、プログラムCERIUS2バージョン4.5（Accelrys, Inc., San Diego, CA）のリガンド・フィット・モジュール（Ligand Fit module）が使用される。いくつかの態様において、構造に基づいたデータベース検索は、データベースに分類されたそれぞれのヒット化合物を、関心対象の受容体の結合ポケット（たとえば、D3受容体結合ポケット）にドッキングさせることを使用する。さらにいくつかのその他の態様において、本発明は、CERIUS2プログラムによって算出されたこれらのスコアに従って、ヒット化合物を順位付けすることを想定する。本発明のいくつかの態様において、CERIUS2プログラムに使用されるスコアリング機能は、リガンドと受容体との間の潜在的な相互作用エネルギーの負数を算出する。本発明は、限定された場合であるが、エネルギーに基づいたDOCKプログラムのスコアリング機能は、特定の候補リガンドのその標的受容体に対する結合親和性とは良好な相関性を提供しないであろうことを想定する。したがって、本発明の好ましい態様は、本発明の一部として開発された新規コンセンサススコアリング機能を使用することにより、この潜在的な問題を克服することを想定する。好ましい態様において、コンセンサススコアリング機能は、3つの異なる経験的な結合親和性予測法、CHEMSCORE、LBSCORE、およびLUDISCORE（J. Comput.-Aided Mol. Des., 11： 425-445 [1997]； J. Mol. Model., 4,379-394 [1998]；およびJ. Comput.-Aided Mol. Des., 12,309-323 [1998]を参照されたい）からなり、200を超えるタンパク質-リガンド複合体を使用して得られる。いくつかの態様において、コンセンサススコアリング機能を使用して、「ヒット」率を改善することがさらに想定される。
【０１５３】
本発明は、限定された場合であるが、エネルギーに基づいたCERIUS2プログラムのスコアリング機能は、特定の候補リガンドのその標的受容体に対する結合親和性との良好な相関性を提供しないであろうことを想定する。したがって、本発明の好ましい態様は、以下のように、構造に基づいたデータベース検索のために使用されるドッキングおよびスコアリングプロトコルを試験することを想定する。一組の25個の既知のD3リガンドをデータベース化合物と「混合」した。代表的なD3受容体コンホメーションへこれらの化合物をドッキングして、これらのCerius2ドックスコアに基づいてスコアリングした後、25個の既知のD3リガンドのうちの24個が、全ての化合物の最高から最悪の評点の順位序列において、上位25%の中にあることが明らかとなった。したがって、適用されるランキングおよびドッキングプロトコルは、上位ランクキング化合物の中で良好なD3結合親和性を有するリガンドを選択することが可能である。したがって、さらなる生物学的解析（たとえば、インビボおよび／またはインビトロアッセイ）のために選択される化合物は、既知のD3リガンドに匹敵するスコアを有する、すなわち、これらはランク付けしたデータベース化合物の上位25%から選択される。
【０１５４】
この2段階のコンピュータ化されたスクリーニングアプローチにより、それらの3Dファルマコフォア結合エレメントに基づくだけでなく、関心対象の標的受容体（D3受容体）の3D構造とそれらの相互作用にも基づいて、本発明が最も有望な潜在的リガンドを同定することを可能にすることが想定される。
【０１５５】
本明細書に示したように、この新規アプローチは、有望なドーパミン受容体およびその他のGタンパク質受容体、修飾因子（たとえば、アゴニストおよび／またはアンタゴニスト）を発見するための強力な手段を提供する。
【０１５６】
以下の例は、潜在的な選択的受容体結合リガンド（たとえばドーパミン受容体[D1；D2；D3；D4；および／またはD5を含むがこれらに限定されない]アゴニストおよび／またはアンタゴニスト）を同定するための、2工程の構造に基づいたスクリーニングアプローチの好ましい態様をさらに記載する。
【０１５７】
本発明の好ましい態様において、ファルマコフォアモデルは、活性のために共通かつ必須の構造上のエレメントとして定義される。以前の研究により、多くの強力かつ比較的選択的なD3部分アゴニストおよび完全アゴニストが同定された。1つの態様において、9つの比較的選択的な部分および完全アゴニストの代表的なサブセット（図2を参照されたい）を、ファルマコフォアモデルの開発のために選択した。これらの化合物の構造解析は、これらの化合物が共通の芳香環およびプロピル基に付着したSp3窒素を含むことを示す。プラミペキソール（pramipexole）を除いて、窒素は2つのさらなるSp3炭素に付着される。これらの化合物内の芳香環中心と基礎的Sp3窒素との間の距離は、4.1と6.1Åとの間であることがQUANTAプログラム（QUANTA, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA）を使用するコンホメーション解析を介して確証された。構造に基づいた受容体リガンドの同定および修飾（たとえば、選択性の最適化）に使用した単純なファルマコフォアモデルは、これらの解析から開発された（図3を参照されたい）。ファルマコフォアモデルにおいて特定される化学エレメントおよび幾何学的パラメーターは、重要なD3受容体結合エレメントのいくつかを表すが、ファルマコフォアモデル単独では、D3受容体に対して高い親和性および選択性を選択またはデザインするものを同定するための十分な結合エレメントを提供しないことは、重要である。
【０１５８】
1つの態様において、図6Aおよび6Bに示したファルマコフォアモデルに対して、NCI 3D-データベースの245,000の「公開」試験化合物をスクリーニングするために、CHEM-Xプログラム（Chemical Design Ltd., Oxford England）を使用した。図6Aは、9つのD3部分アゴニストおよびアゴニストの重ね合わせを示す。図6Bは、想定されるD3リガンドに由来する簡単なファルマコフォアモデルを示す。探索プロセスの間、化合物には、ファルマコフォアモデルに必要な1つまたは複数の化学基、たとえば芳香環および／または3つの炭素原子に付着した三級窒素を有するものを選択した。化学構造上の要求が満たされた場合、化合物が、ファルマコフォアモデルにおいて特定された3D幾何パラメーターを満たすコンホメーションを有するかどうか、CHEM-Xプログラムで調査した。CHEM-Xプログラムが、化合物がファルマコフォアモデルにおいて特定された3D幾何要求を満たした少なくとも1つのコンホメーションを実際に有することを発見した場合、本化合物は、「ヒット」と見なされる。好ましい態様において、この構造に基づいた系を使用して、3,000,000までのコンホメーションを「ヒット」化合物に対して検討することができる。このアプローチを使用して、NCI 3D-データベースからの合計6,237の化合物が、ファルマコフォアモデルにおいて特定される化学的要求および幾何学的要求の双方を満たすヒットとして同定された。
【０１５９】
好ましい態様において、3D-ファルマコフォア検索を介してヒットであるとして同定された化合物の構造は、NCIまたはACDデータベースのいずれかから、SDF形式で抽出される。さらに他の好ましい態様において、抽出されたそれぞれの構造に対して、SYBYLプログラムのSPLマクロを使用して、水素原子およびGasteiger-Marsili原子荷が付与される。（SYBYL, Tripos Associates, Inc., St. Louis, MO）。さらなる好ましい態様において、最終的な座標は、mol2形式で、全てのヒット化合物について単一のデータベースファイルに保存される。ヒット化合物におけるアミン、アミジン、および酸などのイオン化可能な各基のプロトン化は、これらの生理学的なpH7.4におけるプロトン化状態にしたがって割り当てられる。
【０１６０】
ファルマコフォア検索から同定された6,237のヒット化合物は、ファルマコフォアモデルにおいて特定された基本的かつ必須の化学的および幾何学的要求を満たした。しかし、これらの6,237のヒット化合物の多くが、より多くの理由（たとえば、立体障害）のために、D3受容体に対する明らかな活性結合を示さないであろうことが予測される。たとえば、特定のリガンド（ヒット化合物）がファルマコフォアモデルにおいて特定された必須の結合エレメントを有するかもしれないが、リガンドがあまりに大きすぎて受容体の結合部位に適合できないか、またはいくつかのリガンドの官能基が受容体の残基と干渉してリガンドが標的受容体（たとえば、D3受容体）と効果的に相互作用することを阻止するかもしれないので、関心対象（たとえば、D3）の受容体に結合することができないかもしれないことが想定される。
【０１６１】
さらなる好ましい態様において、関心対象の受容体に対する潜在的なリガンドであると想定される上位スコアリングのヒット化合物を、関心対象の受容体の既知のリガンド（たとえば、D3受容体リガンド）との比較により、それらの構造上の新規性および多様性について視覚的に検討する。好ましい態様において、視覚的検査段階を通過するヒット化合物を、結合アッセイおよび機能アッセイで試験する。
【０１６２】
本発明は、CERIUS2プログラムを使用する1つまたは複数の構造に基づいたデータベースの大規模なMDシミュレーションから得られるドッキング研究における特定の標的受容体（たとえば、D3受容体）についての最もポピュレートされたコンホメーションのクラスターを使用することを想定する。しかし、一部の例において、特定の標的受容体の非常に強力なリガンドは、最もポピュレートされたコンホメーションのクラスターとはやや（またはそれどころか非常に）異なる標的受容体のコンホメーションに結合するかもしれない。したがって、一部の強力なリガンドは、関心対象の受容体にドッキングすることができず、上位のドッキングスコアを有すことができない可能性がある。いくつかの態様において、本発明は、構造に基づいたデータベース検索に対する非常に長いMDシミュレーションから得られるポピュレートされたいくつかの低エネルギーコンホメーションを使用することにより、この潜在的な限界を克服することを想定する。構造に基づいたデータベース検索のために複数の受容体コンホメーションを使用することにより、そうでなければ逃がしてしまうかもしれないさらなる新規リード化合物の発見の提供が、さらに想定される。
【０１６３】
V.特異的な新規リード化合物の同定
上述したように、本発明は、gタンパク質受容体に対して、特にD1、D2、D3、D4、およびD5を含む（しかし、これらに限定されない）ドーパミン受容体に対して選択的な新規かつ強力なリガンドの発見およびデザインを想定する。
【０１６４】
好ましい態様において、正確にモデル化されたドーパミン受容体の構造は、D3受容体の修飾因子（たとえば、部分アゴニストおよび／またはアンタゴニスト）としての新規かつ強力なリード化合物の発見を容易にする。上述したとおり、本発明は、リガンドに基づいたファルマコフォアと構造に基づいたデータベース検索とを組み合わせることにより、Gタンパク質受容体リガンドを同定およびデザインするための新規かつ強力なアプローチを提供する。
【０１６５】
さらなる態様において、標的受容体（たとえば、ドーパミン受容体）のモデル化された構造の解析および既知の比較的選択的なD3リガンドの計算的ドッキング研究により、標的受容体（たとえば、ドーパミン受容体）におけるリガンドの結合および選択性の構造上の基礎のさらなる解明を提供する。D1、D2、およびD3受容体の詳細な構造上の解析を使用して、D2受容体およびD3受容体のそれらの結合部位間に有意な構造上の相違を有する4つの特定の領域（領域A、B、C、およびD）を同定した。その他の詳細な構造上の解析を使用して、D3およびD1受容体の間の重大な相違を同定した。好ましい態様において、後述するように、ドーパミン受容体の構造上の領域A、B、C、およびDの相違を、非常に選択的なドーパミン受容体リガンドを合理的にデザインするために使用する。
【０１６６】
本発明は、本明細書に記載されるリード化合物、ならびに本明細書に記載されたモデリング方法および構造に基づいたリガンド同定方法およびデザイン方法から考えて当業者が同定するであろうさらなるリード化合物は、1つまたは複数の特徴（たとえば、受容体親和性、受容体選択性、その他）を改善するために、開示された化学的修飾法を使用して、さらに最適化し、洗練してもよいことを想定する。実際に、本発明の構造に基づいたデザインおよび化学的修飾法は、高い親和性（Ki=6nM以上）、ならびに、D1およびD2に対してD3にすばらしい選択性（＞100倍以上）を有するリード化合物の誘導体および類似体を提供する。しかし、本発明は、D3受容体に対して非常に選択的なリガンドを提供するが、これに限定されない。実際に、本発明は、多くの受容体リガンドを合理的にデザインし、化学的に修飾するための方法を提供する。
【０１６７】
以下に示すリード化合物の同定、検定、および化学的修飾の特定の例は、本発明によって想定される種々のリード化合物（類似体および誘導体）のいくつか非限定的な代表例を読者に提供することを企図する。
【０１６８】
1つの態様において、30個の潜在的なドーパミン受容体リガンド試験化合物の第一の群の初期の結合親和性は、ヒトドーパミン受容体をトランスフェクトした細胞株を使用して行った。（B. Levant, Current Protocols in Pharmacology [J. Ferkany and S. J. Enna, Eds.], John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい）。強力なD2およびD3リガンドの[3H]YM-09151-2をD2およびD3受容体結合アッセイ法のための放射性リガンドとして使用した。同様に、強力かつ選択的なD1受容体リガンドの[3H]SCH23,390をD1受容体結合アッセイ法のための放射性リガンドとして使用した。30個の試験化合物を、まずヒトD3（hD3）受容体をトランスフェクトしたCHO細胞を使用して、これらがD3受容体に結合する[3H]YM-09151-2と競合する能力を測定した。10μMの試験化合物について十分な結合が観察された場合、そのIC50値を得た。IC50値が10μM未満の化合物については、ヒトD1受容体（hD1）をトランスフェクトしたLHD1細胞を使用して、これらのD1結合能を決定し、ヒトD2受容体（hD2）をトランスフェクトしたCHO細胞を使用して、これらのD2結合能を決定した。Ki値は、古典的な競合阻害を前提とするCheng-Prusoff方程式によって算出した。
【０１６９】
結果を表4に要約する。表4は、ヒトドーパミン受容体をトランスフェクトした細胞株を使用して測定した8つの最高の試験化合物の結合親和性を示す。
【０１７０】
【表４】
2005517630.tif 000015
【０１７１】
評価した30個の試験化合物のうち、8つの化合物（それぞれ、化合物1〜8と名付けた）は、ナノモーラー範囲（たとえば、約11nM〜約465nM）のKi値を有した。1つの化合物は、11nMのKi値を有し、かなり強力なD3リガンドである。試験化合物2、3、および4は、それぞれ43、63、および84nMのKi値を有した。試験化合物7は、442nMのKi値を有し、D1およびD3受容体の間で10倍の選択性を、D2およびD3受容体の間で23倍を超える選択性をそれぞれ示した。結果は、本発明の方法が新規かつ強力なドーパミン受容体リガンドを同定するために、特にD3受容体リガンドを同定するために有効であることを示す。
【０１７２】
新規D3リガンドを特徴づけるために、機能アッセイ法でさらなる実験を行った。ドーパミン受容体に対するリガンドの結合親和性は、少なくとも一部は、発現系または組織、放射性リガンド、および使用されるインビトロアッセイ条件に依存してかなり変化し得ることが、多くの研究によって示されている。（B. Levant, Pharmacol. Rev., 49： 231-252 [1997]を参照されたい）。1つの態様において、ドーパミン受容体（たとえば、D3受容体）に対するこれらのアゴニスト（部分アゴニスト）またはアンタゴニスト活性を解明するために、試験化合物を機能的アッセイ法でスクリーニングした。表4に示した8つのかなり強力なD3リガンドを、ChioらおよびSautelら（C. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45： 51-60 [1994]；およびF. Sautelら、Neuroreport, 6： 329-332 [1995]を参照されたい）に記載された方法に従って、ヒトhD1、hD2、およびhD3受容体に対するこれらのインビトロにおける機能的活性について試験した。これらの機能的アッセイ法の結果を、表5に要約する。
【０１７３】
【表５】
2005517630.tif 000016
N.D. 低い親和性のために測定できず。それぞれの化合物について少なくとも2回の実験を行った。
【０１７４】
この態様において、機能的研究は、化合物1、2、3、6、および7がD3受容体のアンタゴニストであることを、ならびに化合物4、5、および8が部分アゴニストであることを示す。（図7を参照されたい）。実際に、試験では、トランスフェクトしたCHO-D3細胞における有糸分裂誘発の刺激について、完全D3アゴニストのキンピロールと比較して、化合物4が51%の最大刺激で、9.2nMのEC50を有する強力なD3部分アゴニストであることが示される。（図8）。図8は、D1、D2、およびD3受容体における化合物4（CTDP-31793）の機能的活性および標準的なリガンドとの比較を示す。D1受容体におけるアゴニスト活性は、C6D1細胞におけるcAMP蓄積の刺激について測定した。D1におけるアンタゴニスト活性は、10nMのジヒドロキシジン（dihydrexidine）刺激によるC6D1細胞におけるcAMP蓄積の阻害を測定した。D2受容体のアゴニスト活性は、CHOp-hD2細胞を使用して有糸分裂誘発の刺激を測定した。D2受容体のアンタゴニスト活性は、30nMキンピロール刺激によるCHOp-hD2細胞における有糸分裂誘発の阻害を測定した。D3受容体のアゴニスト活性は、CHOp-hD3細胞を使用して有糸分裂誘発の刺激を測定した。D3受容体のアンタゴニスト活性は、30nMキンピロール刺激によるCHOp-hD3細胞における有糸分裂誘発の阻害を測定した。キンピロールとは対照的に、化合物4は、D2受容体で35.1nMのKi値を有するアンタゴニストとして機能する。
【０１７５】
さらに、化合物4は、657nMのKi値を有する弱いD1アンタゴニストとして機能する（図8）。化合物5は、化合物4とその機能的活性が非常に似たプロフィールを有するが、より選択的なようである。しかし、化合物5は、22.2nMのEC50およびキンピロールと比較して31%の有糸分裂誘発最大刺激を有するD3の部分アゴニストとして、378nMのIC50値を有するD2アンタゴニストとして、ならびに、1722nMのIC50値を有する弱いD1アンタゴニストとして機能する。
【０１７６】
化合物の選択性を測定する、より意義深い機能的実験において、化合物4は、D3/D2の間で4倍、D3/D1間で70倍の選択性を有するが、化合物5は、D3/D2の間で17倍、D3/D1間で78倍の選択性を有する。化合物4および5と同様に、化合物8は、146nMのEC50および53%の最大刺激を有するD3受容体の部分アゴニストとして機能する。
【０１７７】
続いて、本発明は、化合物4および5が強力なD3部分アゴニストであるが、化合物4および5は、D1およびD2受容体のアンタゴニストとして機能することを示す機能的研究を考慮する。化合物4および5、特に化合物5は、機能的アッセイ法においてD1およびD2に対してD3に一定の選択性を示す。化合物4および5は、BP-897のものと同一の機能的プロフィールを有し、これは、コカイン中毒の治療のための強い治療能を有することが示されている。（たとえば、M. Pillaら、Nature, 400： 371-375 [1999]を参照されたい）。したがって、好ましい態様において、化合物4、5、および8は、強力かつ選択的なD3部分アゴニストをデザインするためのさらなる最適化のための有望なリード化合物である。
【０１７８】
なおさらなる態様は、D3受容体とリード化合物4の計算的ドッキング研究を提供する。化合物4は、柔軟性のあるリガンドであるので、ドッキングプロセスにおいてリガンドの柔軟性を考慮するドッキングプログラムを使用することが有益である。この理由のために、AUTODOCKプログラム（D. S. Goodsell and A. J. Olson, Proteins： Str. Func. Genet., 8： 195-202 [1990]； G. M. Morrisら、J. Computer-Aided Molecular Design, 10： 293-304 [1996]； G. M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19： 1639-1662 [1998] ； D. S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9： 1-5 [1996]；およびG. M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19： 1639-1662 [1998]を参照されたい）を使用した。2nsのMDシミュレーションから得られたD3受容体の最もポピュレートされたコンホメーションのクラスターを、ドッキング研究のための受容体構造として使用した。化合物4は、キラル中心を有し、受容体結合アッセイ法および機能的アッセイ法に使用される化学試料は、ラセミ体であったので、化合物4の（R）-および（S）-配置の双方をドッキング研究において使用した。ある態様において、10回のドッキングシミュレーションをそれぞれの構造について行った。ドッキング研究の結果は、化合物4の（R）-配置が（S）-配置のものよりも有利にD3受容体と相互作用することを示す。本発明は、1つの配置がより有利に標的受容体に結合するかどうかを決定するために、その他のラセミ体リード化合物、類似体、および誘導体を、化合物の（R）-および（S）-配置を使用するドッキング研究に使用することも想定する。10回のドッキングシミュレーションのうち、予測される最も低い結合自由エネルギーを有する4つのドッキングシミュレーションが、単一の結合モデルに収束した（図9を参照されたい）。
【０１７９】
図9は、化合物4が、（R）-（+）-7-OH-DPATと同様に、そのプロトン化された窒素とD3のD110との間に強い塩橋を形成することを示す。（図3を参照されたい）。化合物4の三環の環は、V111、V189、F346、F197、F345、W342、およびC114を含むD3の多くの疎水性残基と緊密に接触する。重要なことに、D3の3つのセリン残基、S192、S193、およびS196は、ドッキングした化合物4とかなり近接しており、したがっていくつかの態様において、本発明は、D3受容体とさらなる水素結合を形成するようにデザインされた化合物4の誘導体を提供する。化合物4の誘導体にさらなるドナー／アクセプターを組み入れることにより、リガンドの効力および／または選択性を改善することが想定される。同様に、さらなる態様は、D1、D2、D4、およびD5におけるこれらの3つの共通のセリンのいくぶん異なった位置に基づいて、その他のドーパミン受容体サブタイプ（たとえば、D1、D2、D4、および／またはD5）に対して効力および／または選択性を増大させたリード化合物誘導体をデザインすることを想定する。また、ドッキング研究は、化合物4の4-Fのフェニル基が疎水性残基W370、Y373と相互作用することを示す。なおさらなるドッキング研究では、領域Aと名付けたD3疎水性ポケットは、受容体の細胞外間隙からアクセスできることを示す。D3受容体モデル構造は、かなり大きな疎水性基が領域Aのポケットに収容されているであろうことを示唆する。膜貫通領域深くに位置する領域Aに達するためには、このような原子群は、可動性のリンカーの末端に取り付けられなければならない。リンカーは、プロトン化された窒素基の炭化水素鎖置換基であることが想定され、これがTM3（D3におけるD110）の共通のAspと相互作用すると思われる。我々の構造解析では、プロトン化された窒素と領域Aに収容された大きな基の中心との間の距離は、約14Åであろうことが示される。本発明のさらなる態様は、関心対象の特定のドーパミン受容体サブタイプに対して高い効力および／または選択性を有するリガンドのデザインのための領域AのポケットにおけるD3、D2間の有意差を利用する。なおさらなる態様において、本発明は、合理的な定方向リガンド化学修飾を介して、関心対象のさらなる受容体タイプ（たとえば、Gタンパク質結合受容体）に対して結合する際に効力および／または選択性を増強するよう最適化されたさらなるリガンド化合物を提供する。
【０１８０】
本発明のさらなる態様において、リード化合物の化学修飾は、構造に基づいたデザインによって導かれる。たとえば、図9に示した結合モデルに基づいて、化合物4の新規類似体をデザインした。1つの態様において、化合物8、9、および10を、最適な長さのリンカーを調査するためにデザインした。（図10を参照されたい）。もう1つの態様において、化合物11および12は、化合物4、8、9、および10における末端フェニル基の効果を調査するためにデザインした。（図10を参照されたい）。ドッキング研究に基づいて、化合物4の4-F-フェニル基は、D3受容体の大きな疎水性ポケットに結合する。さらなるドッキング研究では、D3の疎水性ポケットに、潜在的なリガンド結合パートナーのビフェニル環またはナフチル環などのより大きい疎水性基を受容するために利用できるさらなる空間が存在することを示す。以前に述べたとおり、ドーパミン受容体D3、D1、およびD2におけるこの大きな疎水性ポケットの末端の間には有意な差がある。こうして、ドーパミン受容体間のこの大きな疎水性ポケットの相違を探索することより、リガンド上のより大きな疎水性基が選択性を改善するかどうかを調査するために、化合物13および14をデザインした。（図10を参照されたい）。
【０１８１】
本発明の1つの態様において、化合物4、8、9、10、11、および12は、スキームI（図11）に示した方法を使用して合成した。スキームI、試薬：20、3-クロロ-4'-フルオロプリオフェノン；21、4-フルオロブチロフェノン；22、1-（4-フルロフェニル（flurophenyl）-5-クロロ-1-オキソペンタン；23、2-クロロ-4'-フルオロアセトフェノン；24、ヨードプロパン；および25、ヨードブタン。特に、エタノールアミンと市販の2-キノリン-カルボキシアルデヒド（化合物15）の縮合により、イミン化合物16を得て、次いでこれをNaBH4でアミン化合物17に還元した。（たとえば、C. A. R. Baxter and H. C. Richards, J. Med. Chem., 15： 351 [1972]；およびV. A. Raoら、J. Med. Chem., 13： 516 [1970]を参照されたい）。化合物17の対応する1,2,3,4-テトラヒドロキノリン（化合物18）への還元は、NaBH3CNの酢酸溶液中で達成した。（G. W. Gribble and P. W. Heald, Synthesis, 650 [1975]を参照されたい）。化合物18の環化をP2O5のキシレン溶液で達成し、重要な中間化合物19（2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン）を産出した（C. A. R. Baxter and H. C. Richards, J. Med. Chem., 15： 351 [1972]を参照されたい）。アセトニトリル中で、塩基として炭酸セシウムを使用して、中間体（化合物19）をそれぞれ市販の化合物20、21、22、24、または25でアルキル化して、それぞれ化合物8、4、および20、11、および12を得た。（L. A. van Vlietら、J. Med. Chem., 43： 2871 [2000]を参照されたい）。化合物9については、中間化合物19を、まず水素化ナトリウムのDMF溶液でそのナトリウム塩に変換し、次いで市販の化合物23のDMF溶液と室温で反応させて、最終産物の化合物9を得た。
【０１８２】
化合物13および14の合成は、スキームII（図12）に提供する。スキームIIにおいて：i. 1.2当量；26、2当量Cs2CO3、CH3CN、N2下、還流、一晩、収率75-88%；ii. 2当量ヒドラジン、EtOH、2時間還流、収率82-87%。化合物13および14については：iii. 1.2当量塩化2-ナフトイル、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率83〜87%。特に、フタルイミド保護された1-ブロモアルキルアミンの化合物26と中間化合物19（スキームI）の反応により、化合物27を生じた。ヒドラジンでの化合物26の脱保護により、化合物28を得た。アミド薬剤として塩化2-ナフトイルを使用する化合物28のアミド化により、標的化合物13および14をそれぞれ得る。（J. M. Robargeら、J. Med. Chem., 44： 3175-3186 [2001]を参照されたい）。さらなるリード化合物の改変およびさらなる類似体のデザインについて、以下に記載する。
【０１８３】
さらに他の態様において、リード化合物4の新規類似体の結合親和性を決定するために、ラット脳結合アッセイ法を使用する。（B. Levant, Current Protocols in Pharmacology [J. Ferkany and S. J. Enna, Eds.], John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい）。ラット脳結合親和性アッセイ法で試験した類似体の結果を表6に要約する。
【０１８４】
【表６】
2005517630.tif 000017
データは、3〜5回の繰り返しの平均値である。
【０１８５】
表6の結果から、化合物4、8、9、および10のそれぞれの中で、3炭素リンカーを有する化合物4が、D3受容体の最も強力な化合物であること明らかであり、したがって、この態様において、3炭素リンカーが、ドーパミン受容体D3に結合する化合物4の類似体として最適である。1または2炭素リンカーのいずれかを有する化合物9および8は、3炭素リンカーを有する化合物4よりも実質的に効力が低く、4炭素リンカーを有する化合物10は、結合するD3受容体において、化合物4よりも約2倍効力が低い。注目すべきことに、化合物4および8の両者についてラット線条体結合アッセイ法を使用して得られた結合親和性は、上に示したCHOトランスフェクト細胞を使用して得られる値よりも大きい。しかし、両方のアッセイにおいて、化合物4は、化合物8よりも強力であることから（たとえば、D2において約7〜12倍、D3において6〜8倍強力である）、これらの2つの異なるアッセイ法から得られる結合親和性は、絶対値は異なっているかもしれないが、類似体間の相対的効力に関して一致していることを示す。これは、特定のドーパミン受容体に対するリガンドの結合親和性は、特定の発現系または組織、放射性リガンド、または使用されるインビトロにおけるアッセイ条件に依存するという以前の観測と一致している。（B. Levant, Pharmacol. Rev., 49： 231-252 [1997]を参照されたい）。
【０１８６】
化合物11および12は、D3と末端4-F-フェニルケトン基の相互作用の結合親和性における重要性を調査するためにデザインした。表6で分かるように、化合物11は、化合物4と同様に強力であり、化合物12は、D3受容体結合において、化合物4よりも3倍強力である。この所見は、4-F-フェニル基が、D3の多くの親水性／荷電した残基と緊密に接触して、受容体と好ましくないいくつかの相互作用を有しているかもしれないという、化合物4について予測された結合モデルと一致している（図9を参照されたい）。さらに、化合物12は、受容体D2に対して受容体D3に9倍の選択性を有し、受容体D2に対して受容体D3にリード化合物4よりも11倍選択的である。
【０１８７】
好ましい態様において、本発明は、受容体D3の部分アゴニストとしての化合物29（CTDP-31819）を提供する。化合物29（図13）は、D3において強力な親和性を有し、ラット脳を使用する結合アッセイにおいて、受容体D3とD2との間で39倍の選択性を、受容体D3とD1との間で10倍の選択性を有する。（表7を参照されたい）。表7は、ラット脳結合アッセイ法における、リード化合物29の結合親和性およびそのいくつかの新規類似体を示す。
【０１８８】
【表７】
2005517630.tif 000018
【０１８９】
トランスフェクト細胞を使用する機能的アッセイ法では、化合物29が強力なD3部分アゴニストであり、より弱いD1およびD2アンタゴニストであることをさらに示す。（図14を参照されたい）。D3受容体において、化合物29は、完全アゴニストのキンピロールと比較して、45%の最大刺激で、7.1nMのEC50値を有する。D1およびD2受容体において、化合物29は、それぞれ384nMおよび355nMのIC50値を有する。したがって、本発明は、上記機能的アッセイ法において示された化合物29の選択性が、受容体D3とD2の間で50倍および受容体D3とD1の間で54倍であることを考慮する。したがって、本発明は、化合物29が、最適化する前でさえ、非常に選択的なD3リガンドを提供することを示す。
【０１９０】
化合物29は、強力なD3部分アゴニストであり、D1およびD2に対してD3に良好な選択性を示すので、化合物の効力および選択性をさらに改善するために化学修飾を行った。計算的ドッキング研究では、化合物29がリード化合物4と同様の結合モデルを有することを示した。（図9を参照されたい）。本発明は、Robargeら、およびU. S. 3,931,188. （J. M. Robargeら、J. Med. Chem., 44： 3175-3186 [2001]； U. S. 3,931,188、その全体が本明細書に組み入れられる、を参照されたい）に記載された方法に従ってスキームIII（図15）およびスキームIV（図16）に示した方法を使用する、多くの化合物29の類似体および化学的誘導体を想定する（図13を参照されたい）。スキームIII、試薬および条件：i. 1.2当量MeMgBr、EtOH、0℃、次いで0.5時間の還流；ii. P-トルエンスルホン酸、トルエン、還流、-H2O、4時間、2工程で収率72〜82%；iii. CH2O、RNH3Cl、AcOH、H2O、6時間、収率18〜28%。スキームIV、試薬および条件：i. 36、（BOC）2O=7：1、ジオキサン、rt、一晩；ii. 1.2当量トリフルオロ酢酸無水物、Et3N、CH2Cl2、rt、一晩、2工程で収率88%；iii. AcCl、MeOH、rt、定量（quantative）；iv. 35、CH2O、AcOH、H2O、6時間、収率38%；v. a）K2CO3、MeOH、rt、一晩；b）1.2当量塩化2-ナフトイル、Et3N、CH2Cl2、0℃、rt、1時間、2工程で収率83%。化合物29の類似体の結合親和性をラット脳アッセイ法において試験して、上記表7に結果を示す。化合物30は、ブチル基を有し、受容体D3（Ki=25nM）において、強力な活性を有するが、中程度のD3受容体選択性のみを有する。化合物31は、フェニル環のメタ位にさらなるメトキシル基を有し、強力なD3リガンド（Ki値=46nM）であり、受容体D3に対して良好な選択性がある。化合物31の選択性は、受容体D3とD2との間で15倍および受容体D3とD1との間で175倍である。化合物14についての結合モデルは、そのナフテニル環が、D3結合領域の一部に達することを示し、D3とD2受容体の間で有意な差を有する。したがって、本発明の1つの態様において、ナフテニル環を有する化合物32が、デザインされ合成されることが想定される。化合物32は、非常に強力なD3リガンド（Ki=6.1nM）であり、D3とD2受容体の間、およびD3とD1受容体の間で、それぞれ133倍および163倍のすばらしい選択性を有する。したがって、好ましい態様において、最適化前でさえ、化合物32は、非常に選択的なD3リガンドを提供する。
【０１９１】
VI.リード化合物のさらなる構造に基づいたデザインおよび化学修飾
好ましい態様において、リード化合物の化学修飾は、構造に基づいたデザインストラテジーによって誘導されて、その他のDファミリー受容体に対して標的受容体（たとえば、D3）受容体に対する改良された結合親和性および選択性（たとえばD1およびD2受容体に対してD3受容体に対する親和性および選択性）を有する新規類似体が得られる。本発明のいくつかの態様において、リード化合物のいくつかおよびその類似体／誘導体は、D1もしくはD2受容体にまたはDファミリー受容体のその他のメンバーに対して特異的な結合特性を有する。想定される化学修飾は、本発明の好ましい態様において、部分的には、4つの異なる側面についての考察、1）リガンド選択性に寄与すると想定されるD1、D2、およびD3受容体の間の、特にD2とD3受容体との間の重要な構造上の相違の解析；2）非常に有望なリード化合物としての新規かつ強力なD3部分アゴニストの発見；3）D3受容体における候補化合物の効力および選択性を改善するための、デザインしたリード化合物の効率的な最適化；および4）新規リガンドの、それらの効力、選択性、および機能的活性についての特徴付けに基づく。
【０１９２】
本発明のいくつかの態様では、たとえば、リード化合物4および29、ならびに新規でより強力／選択的なその類似体（化合物14および32）の大規模なドッキング研究を行った。化合物14および32は、強力かつ選択的なD3リガンド（図17）であるので、これらの2つの化合物をさらなるデザインおよび最適化のための新規なリード化合物として使用する。CERIUS2ドッキングプログラムを使用して予測される化合物14および32についての結合モデルを図19Aおよび19Bに示す。
【０１９３】
化合物14および32と相互作用するD3受容体残基の多くは、D110、C114、F106、V86、H349、およびV350など、D3およびD2受容体において、構造的に同一か、または非常に類似している。したがって、リガンドとこれらの共通のD3およびD2残基の間の相互作用は、リガンド親和性に寄与するが、選択性には寄与しないことが想定される。しかし、上述したとおり、ドーパミン受容体構造の構造解析では、D3およびD2受容体の間に、主に4つの領域に位置するかなりの構造上の相違がある。（表2、ならびに図18Aおよび18Bを参照されたい）。図18Aおよび18Bは、D3受容体との化合物14（図18A）および32（図18B）の予測される結合モデルを示す。リガンドから5Åの距離以内の残基を示し、リガンドとD3受容体の間のいくつかの特異的な相互作用を点線で示してある。特にD3とD2との間のリガンドの選択性に寄与する4つの領域（領域A、B、C、およびD）は、オレンジの円で示してある。したがって、本発明の好ましい態様は、より大きな選択性を提供すると想定されるこれらの4つの領域を特異的にターゲットする結合基（エレメント）を有する新規類似体を提供する。本発明の1つの特定の態様は、化合物14および32とD3受容体との結合モデルに基づいてデザインした類似体の4つの新規な群（群I、II、II、およびIV）を提供する。（図19を参照されたい）。図19は、D3受容体の結合部位における化合物14の概略図を示す（表記：D3の残基番号／ヘリックス番号；EIIは、細胞外ループ2である；黒楕円：主に効力の原因となる残基；赤い楕円：最も有意にリガンド選択性に影響を与えることが予測される残基；青い楕円：選択性に影響を与えることが予測されるが、赤い楕円で示したものより少ない残基；点腺は、予測される受容体-リガンド相互作用を示す）。
【０１９４】
1つの態様において、本発明は、ドーパミン受容体の領域Cによりよく結合するように三環の環に修飾を有する化合物14および32の類似体（群I類似体）を提供する。この領域には、ドーパミン受容体間に、3つの共通のセリン残基がある。しかし、TM5におけるキンク角度が異なるために、D3（S192、S193、およびS196）の3つのセリン残基の位置は、ドーパミン受容体D2およびD1のものと比較して変化している。好ましい態様において、3つの共通のセリン残基の向きおよび位置の相違を探究するために、化合物をデザインする。たとえば、1つのさらなるメトキシル基を有する化合物31の選択性は、化合物30のものと比べて改善される。（表7）。受容体D3とD1の間の化合物30の選択性は、63倍であるが、これらの受容体間の化合物31の選択性は、175倍である。したがって、本発明の好ましい態様において、異なる部位のフェニル環に置換基としての水素結合ドナー／アクセプター基を有するリード化合物類似体は、領域Cの3つの共通のドーパミン受容体のセリン残基間の構造上の相違を探究するこために提供される（図19を参照されたい）。
【０１９５】
群I（a）における新規類似体の合成。群I（a）に示した化合物の合成のための一般的なスキームをスキームVに例示してある（図20を参照されたい）。スキームVの工程は、スキームIに示した合成方法と同様であり、開始物質の化合物40からNBSでブロム化することにより、2-置換アミノメチルキノリンの化合物42を調製し、2-ブロモメチルキノリンの化合物41を得て、続いてエタノールアミンのエタノール溶液と反応させる。NaBH3CNの酢酸溶液で化合物42を還元することにより、2-置換アミノメチル-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン（化合物43）を得る。重要な中間体（化合物44）は、化合物43をP2O5のキシレン溶液で環化することによって合成した。最後に、化合物44を、スキームIIにおいて概説した合成方法を使用してアルキル化し、所望の誘導体の化合物45を得た。
【０１９６】
スキームVに使用した大部分の開始物質は、商業的に入手可能ある。開始物質が利用できない場合は、これらを容易に合成することができる。多くの類似体のための開始物質を調製するための方法は、スキームVIに示してある。（図21）。通常、置換されたキナルジンは、周知のSkraup方法を使用して、クロトンアルデヒドと対応する置換されたアニリンを縮合することによって直接調製することができる。（G. Jones, Quinolines Part I, 100-117 [1977]を参照されたい）。
【０１９７】
さらにもう1つの態様において、本発明は、群I（a）において提供された新規類似体を合成するための代替方式であるスキームVIIを提供する。簡潔には、化合物46および47は、商業的に入手可能であり、またはこれらは、既知の方法を使用して容易に得ることができる。（たとえば、B. Schollら、Helv. Chim. Acta., 69： 184-194 [1986]を参照されたい）。化合物47をエポキシド化して化合物48を得る。フタルイミドと化合物48の縮合により、中間化合物49を得て、これをケトン（化合物50）に酸化させることができる。化合物50のニトロ基をアミン基に還元し、化合物51を生成する。化合物51の還元的アミノ化を介して、化合物52を得る。化合物52のファルアミド（phalamido）基の除去によりジアミン化合物53を生じさせ、これをその後化合物54に変換する。クロロ酢酸クロリドと化合物54の反応により、化合物55を生成する。塩基で化合物55を処理することにより、三環のラクタム化合物56を得る。三環のラクタム化合物56の還元に続く、保護基の除去によって、重要な中間化合物57を生成する。（E. W. Baxter and A. Reitz, Bioor. & Med. Chem. Lett., 7： 763-768 [1997]を参照されたい）。中間化合物57を種々のハロゲン化アルキルで直接アルキル化して、所望の三環誘導体の化合物58を得ることができる。
【０１９８】
もう1つの態様において、本発明は、スキームIIIおよびIVに示したものと同様の方法を使用することにより、群I（b）の類似体のための合成ルーチンを提供する。（U. S. 3,931,188[参照としてその全体が本明細書に組み入れられる]； L. A. van Vlietら、J. Med. Chem., 43： 2871 [2000]；およびK. Y. Avenellら、Med. Chem. Lett., 8： 2859-2864 [1998]も参照されたい）。もう1つの態様において、さらに、群I（b）の類似体の合成のための代替方式は、スキームVIIIに提供されたものである。スキームVIIIにおいて、n-ブチルリチウムおよびアセトニトリルと1-テトラロン（tetralones）（化合物59）の-78℃における反応に続く、リチウムアルミニウムでの還元、および脱水により、化合物60を生成する。酸性条件においてホルムアルデヒドにより閉環することで、重要な中間体ヘキサヒドロベンズ[f]イソキノリン（化合物61）を得る。中間体（化合物61）を種々のRX（X=ClまたはBr）と結合させて、最終標的化合物62を生成する。
【０１９９】
なおいくつかのその他の態様において、本発明は、D3受容体領域Aをターゲットするようにデザインされた尾部の修飾を有するリード化合物14および32の類似体（群II類似体）を提供する。好ましい態様において、化合物4および29について予測される結合モデルに基づいて、ドーパミン受容体D3領域Aをターゲットするために、リガンドには、可動性の5-6結合リンカー（9〜10Å）および大きな疎水性尾部を有する一般的な化学構造を提供する。たとえば、いくつかの態様において、リンカーとして4炭素およびアミド基、ならびにそれらの尾部に大きなナフチル環を有する化合物14および32の新規類似体は、もとのリード化合物4および29と比較して、D3とD2受容体間の非常に改善された選択性を示す。いくつかの態様において、リンカー部におけるアミド基が、残基N375と水素結合を形成することによって、リガンドの効力および選択性において役割を果たしており、したがって、適当な向きにナフチル基を配置することにより、領域Aの残基と相互作用している可能性があることが見出された。より詳細には、化合物14および32のナフチル環は、詳細に議論したとおり、D2/D3間で構造上の相違のある領域において、D3受容体の残基N379、F338、N47、L121と相互作用することが予測される。
【０２００】
このように、本発明を実施するためには機構の理解は必要なく、本発明はこのように限定されないが、残基N47は、化合物14および32の選択性において主要な役割を果たすと思われることが想定される。加えて、それぞれD2のF382、N418に対応するD3受容体の残基F338、N375はまた、化合物14および32がドーパミン受容体サブタイプ間を識別する機能に寄与すると考えられる。図22は、リガンドが領域に到達するために必要な距離である。
【０２０１】
本発明のいくつかの好ましい態様は、さらに優れた選択性を達成するために、リード化合物14および32のナフチル環をさらに修飾して、ドーパミン受容体の領域Aにおける構造上の相違を探究することを提供する。これらの態様のいくつかにおいて、小さな疎水性基（たとえば、CH3、F、Cl、Br、Iなど）または極性の置換基（OH、OCH3、NH2、CNなど）が、ナフチル環に導入される。
【０２０２】
いくつかの好ましい態様において、群II（a）の類似体の合成は、スキームI、II、V、VI、およびVIIに示したものと同様の方法を使用することによって達成される。
【０２０３】
さらに、本発明のその他の態様は、ドーパミン受容体の領域Bをターゲットするようにデザインされたリンカーに修飾を有するリード化合物14および32の類似体（群III類似体）を提供する。本発明の1つの態様において、化合物14および32について予測される結合モデルに基づいて、ドーパミン受容体の領域B間に、有意な構造上の相違が見られ、たとえば、受容体D3とD2のTM6の残基F345およびF346の向きに相違が見られる。また、TM7の残基Y365およびT369の向きならびに位置は、一部はTM6とTM7との間でへリックスパッキングが異なることにより、有意に異なる。したがって、本発明のいくつかの好ましい態様は、受容体の領域Bにおいて、この領域と特異的に相互作用するようにデザインされた1つまたは複数の小さな疎水性基を提供するようにリード化合物類似体を修飾することにより、特定のドーパミン受容体サブタイプ（たとえば、D1、D2、D3、D4、および／またはD5）とのリガンド相互作用を拡張するように最適化されたリード化合物を提供する。
【０２０４】
群III（a）および（b）類似体の合成のための1つの方法は、スキームIX（図23）に例示してある。化合物64は、商業的に入手可能な化合物63から得られる。メチルエステル（化合物64）を選択的に還元してアルデヒド（化合物65）を得る。（たとえば、L. I. Zakharkin, Tetrahydron Lett., 2087 [1963]を参照されたい）。グリニャール試薬によるアルデヒド（化合物65）の処理に続く、Swern酸化により、重要な中間体ケトン（化合物67）を得る。化合物67をアミン（化合物44、57、または61）で処理して、それぞれ標的化合物68または69を得る。
【０２０５】
一部のさらなる態様において、本発明は、ドーパミン受容体の領域Dを標的とするようにデザインされた三環の環に修飾を有するリード化合物14および32の類似体（群IV類似体）を提供する。たとえば、構造解析に基づいて、ドーパミン受容体領域Dは、3つのセリン残基に近接してはっきりした疎水性ポケットを有することが見出された。さらなる構造解析では、ドーパミン受容体サブタイプ間でこの領域に重大な構造上の相違があることが示される。これらの構造上の相違は、主に領域Dを構成する残基の相違によるためであると考えられる。たとえば、この領域のいくつかのD3受容体残基A161、A163、S182は、それぞれD2受容体の残基S163、T165、およびI183に対応する。
【０２０６】
本発明の好ましい態様は、スルホニルアミドリンカーを介して三環の環に連結されたさらなる置換されたフェニル基を有するリード化合物類似体14および32を提供する。本発明を実施するためには機構の理解は必要なく、本発明はこのように限定されないが、スルホニルアミドリンカーは、TM5のセリン残基と水素結合を形成するが、置換されたフェニル基は、D3受容体において残基I183、Phel88、V164、L168、およびV111によって形成される領域Dの疎水性ポケットと相互作用することを想定する。
【０２０７】
ある態様において、群IV（a）およびIV（b）の類似体は、スキームXに示したとおりの種々の置換された塩化ベンゼンスルホニルで化合物70または73を処理することによって得られる（図24を参照されたい）。化合物70が、スキームVおよびVIIに示した合成方法を使用して得られ、化合物73が、スキームVIIIにおいて概説した方法を使用して得られることは、重要である。
【０２０８】
本発明は、D3、D2、およびD1に対する新規類似体のドッキングを評価するための、およびこれらの結合親和性を評価するための方法をさらに提供する。好ましい態様において、D1、D2、およびD3と新規な類似体の計算的ドッキング研究は、上で概説した方法を使用して行われる。リガンド-受容体複合体構造は、CHARMMプログラムを使用する明確な水および脂質の環境において、2nsまたはより長い大規模なMDシミュレーションを介して、さらに洗練される。予測されたモデルに基づいて、結合親和性を予測する。
【０２０９】
D3受容体に対する多くの想定されるリガンド（たとえば、7-OH-DPATおよび5-OH-DPAT）の結合が立体特異的であるので、本発明のその他の態様は、立体異性体の分割のための方法を提供する。特に、スキームI、II、およびVで合成される化合物の全ては、これら全てが1つのキラル中心を含むので、ラセミである。好ましい態様では、（+）および（-）立体異性体を既知の立体異性体分離法を使用して分割する。（L. A. van Vlietら、J. Med. Chem., 43： 2871 [2000]；およびH. Wikstromら、J. Med. Chem., 28： 215 [1985]を参照されたい）。スキームXI（図25）に示すように、スキームVに使用される重要な中間化合物41は、（S）-（+）-α-メトキシフェニル酢酸クロリドとカップリングして、これが2つのジアステレオマーアミドの化合物75（a）および化合物75（b）の混合液を形成することによって分割される。カラムクロマトグラフ分離を使用して、純粋なジアステレオマー75（a）および75（b）を得る。カリウムtert-ブトキシドおよび水のTHF溶液により、化合物75（a）および75（b）のアミド基を切断することにより、それぞれ純粋な立体異性体化合物（-）-41および（+）-41を得る。
【０２１０】
VII.リード化合物およびその類似体の生物学的試験および特徴付け
いくつかの態様において、本発明の方法を使用して同定およびデザインされた新規の化合物およびリガンドは、図26に概略して述べるように、ドーパミン受容体における親和性、有効性、および選択性についての段階的スクリーニングプロセスに供される。好ましい態様において、本発明は、ラット脳モデルおよびクローン化したヒト受容体を使用するインビトロにおける放射性リガンド結合アッセイ法で、受容体の親和性および選択性を決定することに焦点を合わせて使用される最初の研究を想定する。（図26、工程1、2、3、および4を参照されたい）。本発明は、2つの異なったインビトロ機能アッセイ法で有効性およびD2/D3選択性を決定するために使用されるさらなる研究を、さらに想定する。（図26、工程5を参照されたい）。
【０２１１】
本発明は、本発明の方法を使用して同定およびデザインされた新規の化合物およびリガンドを特徴づけるために想定される生物学的試験およびアッセイ法のいくつかをさらに記載するために、以下の非限定的な実施例を提供する。
【０２１２】
いくつかの態様において、新規化合物のそれらの標的受容体（たとえば、ドーパミン受容体）における親和性および選択性、ならびにこれらの受容体に対するそれらの選択性の決定は、まず最初に放射性リガンド結合アッセイ法で決定する。この目的のために、ある態様において、3つのシリーズの相互に相補的な放射性リガンド結合研究を段階的な方法で行う。本発明は、この相補的なアプローチが、個々のアッセイ法のいずれか1つの特定の制限を補い、したがって、単一のアッセイアプローチを使用して提供されるものよりも、新規化合物のそれらの標的受容体における親和性および選択性のより正確な決定を提供することを想定する。本発明は、この相補的なアプローチが、これらの標的受容体（たとえば、ドーパミン受容体）に関する化合物のインビトロにおける薬理学的プロフィールの徹底的で決定的な評価を提供することを、さらに想定する。
【０２１３】
ある態様において、本発明の方法を使用してデザインされた潜在的な治療的化合物（試験化合物）は、まず上記ラット脳D3レセプターモデルにおけるスクリーンに供される。試験化合物がD3受容体に対して十分な親和性および選択性を示す場合、D3受容体に対する親和性および選択性を、さらなるラット脳アッセイ法およびクローン化されたヒトドーパミン受容体アッセイ法においてさらに決定する。最後に、ラット脳膜およびクローン化されたヒト受容体の双方においてD3受容体に対する選択性を示す化合物を、D2およびD3受容体親和性を同時に決定するためのオートラジオグラフィー法を使用してさらに評価する。
【０２１４】
たとえば、いくつかの態様において、D3受容体における試験化合物の親和性は、ラット腹側線条体（たとえば、側坐核および嗅結節）から調製した膜における[3H]PD128907の結合を使用して測定する。ラット腹側線条体組織は、これらの組織がラットCNSにおいて最も高密度のD3受容体を発現するので、D3受容体アッセイ法に使用される。（M. L. Bouthenetら、Brain Res., 564： 203-219 [1991]を参照されたい）。本発明は、[3H]PD128907アゴニストが、ラット脳においてD2受容体を超えてD3受容体に対してより優れた300倍の選択性を示すことを想定する。D1およびD2受容体に対する試験化合物の親和性は、Levantら（B. Levant, CNS Neurotransmitters and Neuromodulators, 3 [T. W. Stone, Ed.], CRC Press, Boca Raton, FL, 77-88 [1996]）の方法に従って、アンタゴニスト（たとえば、それぞれ放射性リガンド[3H]SCH23390および[3H]スピペロン）ならびに高密度のD1およびD2受容体と低密度のその他のドーパミン受容体を発現するラット尾状核被殻（線条体）からの膜を使用することによって決定する。[3H]SCH23390および[3H]スピペロンアンタゴニストは、D1様およびD2受容体のそれぞれに対して非常に選択的である。[3H]スピペロンは、D2受容体に対してD3受容体よりも80倍高い親和性を示すことが示された。ラット線条体に発現されるD3受容体の密度が低いことにより、[3H]スピペロンによるD3受容体の標識化は、ごくわずかである。同様に、ラット線条体は、非常に低い密度のD5受容体を発現する。したがって、本発明は、[3H]SCH23390がD1およびD5受容体に対して同様の親和性を有するが、これらの研究における結合アッセイ法は、D1受容体の代表的な例であることを想定する。好ましい態様において、[3H]SCH23390および[3H]スピペロン結合アッセイ法は、ドーパミン受容体におけるアゴニストの結合に都合のよいインビトロのアッセイ条件を使用して行われる（たとえば、Mg2+の含有、およびNaClの排除[たとえば、D. Grigoriadis and P. Seeman, J. Neurochem., 44： 1925-1935 （1985）を参照されたい]）。本発明は、これらのインビトロの条件下で行われるアッセイ法が、アンタゴニスト放射性リガンドを使用するアッセイ法においてアゴニストの高親和性の結合を検出する能力を増強することを想定する。好ましい態様において、アッセイは、Wangら（S. Wangら、J. Med. Chem., 43： 351-360 [2000]を参照されたい）に以前に記載されたように行う。さらに他の好ましい態様において、それぞれのドーパミン受容体サブタイプにおけるそれぞれの試験化合物のKi値を決定する。表8は、ラット脳におけるD1、D2、およびD3受容体における結合親和性の決定を記載する。
【０２１５】
【表８】
2005517630.tif 000019
【０２１６】
好ましい態様において、ラット脳において試験化合物の初期の評価を行う主な利点は、このアプローチにより、これらの天然の組織に発現された受容体の研究を可能になるということである。それゆえに、供与源の組織は、正常な生理機能に必要な全ての成分を含むと考えられる。完全に特徴づけられた放射性リガンドおよびドーパミン受容体サブタイプの密度が既知の脳領域を用いて、脳組織のD1、D2、およびD3受容体における新規試験化合物の親和性を決定することが可能である。このアプローチは、ラット脳は容易に利用でき、クローン化された受容体と比較して比較的安価であるというさらなる利点を有する。以下に提供した表9は、想定されるラット脳における結合アッセイ法において使用した参照リガンドの親和性（KiまたはKd値）を示す。
【０２１７】
【表９】
2005517630.tif 000020
【０２１８】
好ましい態様において、生物学的試験化合物の評価の第2段階は、トランスフェクトした細胞株に発現するクローン化されたヒト受容体（hD1、hD2short、hD3、およびhD4.4）を使用するD3受容体に対する試験化合物の親和性および選択性の評価を含む。特に好ましい態様において、試験化合物は、これらがラット脳においてD3受容体に対する選択性を示す場合に、評価の第2段階に進む。さらに他の好ましい態様において、試験化合物の親和性は、hD1、hD2short、hD3、およびhD4.4を発現するCHO細胞（NEN Life ScienceおよびSigma-Aldrich）において、hD1結合については[3H]SCH23390を、ならびにhD2short、hD3、およびhD4.4受容体については[3H]スピペロンを使用して決定される。アッセイ法は、Wangら（S. Wangら、J. Med. Chem., 39： 2047-2054 [1996]を参照されたい）に以前に記載されたように行う。さらにその他の好ましい態様において、それぞれのドーパミン受容体サブタイプにおけるそれぞれの試験化合物のKi値を決定する。
【０２１９】
本発明は、クローン化されたヒト受容体の使用が、ラット受容体よりむしろヒトの研究を可能にする利点を有し、したがってヒト治療に対する関連性を増大させることを想定する。宿主細胞は、通常ドーパミン受容体を発現しないので、このアプローチは、それぞれの受容体サブタイプの個別の研究も可能にし、選択的な薬理学的手段への依存もなくなる。hD1およびhD2様受容体研究のために種々の放射性リガンドが使用されるが、インビトロにおけるアッセイ条件は、同じままである。それゆえに、このアプローチは、ドーパミン受容体の親和性および選択性の測定のためにラット脳膜を使用することの潜在的な限界を補うことが想定される。
【０２２０】
さらなる態様において、本発明は、ラット脳におけるD2/D3選択性の同時オートラジオグラフィー決定のための方法を提供する。これらの方法のいくつかにおいて、ラット脳におけるD2およびD3受容体親和性の同時決定のための定量的オートラジオグラフィー法は、LevantおよびDe SouzaならびにLevantおよびFlietstra（B. LevantおよびE. B. De Souza, Synapse, 14： 90-95 [1993]を参照されたい）に従って、D2-D3リガンド[3H]キンピロールを使用する。この方法は、前庭小脳の分子層（これは、ドーパミンD3受容体mRNAのみと共に局在するようである）におけるドーパミン受容体が、グアニルヌクレオチド調節の欠如を示し、かつD3部位と一致する薬理学的プロフィールを示すという観測に基づく。このように、この脳領域は、脳組織のD3受容体の個別的な供与源として供与し得る。対照的に、実質的により大量のD2受容体mRNAを発現し、かつ比較的少しのD3受容体結合しか示さない尾状核被殻は、原型のドーパミンD2組織として有用なことを保証する。したがって、これらの脳領域を[3H]キンピロールなどの選択的でない放射性リガンドで標識することにより、一様なインビトロにおけるアッセイ条件下の組織において、および同じ脳切片において、D2/D3受容体に対する試験化合物の選択性を評価することができる。好ましい態様において、D2およびD3受容体における試験化合物のIC50値、そしてD2/D3選択性を決定するために、前述したように研究を行う。（B. Levant and E. B. De Souza, Synapse, 14： 90-95 [1993]を参照されたい）。
【０２２１】
このアプローチの1つの想定される利点は、放射標識アゴニストを使用して脳組織におけるD2およびD3受容体親和性を測定する一方で、D2およびD3受容体親和性を測定するために別々のアッセイ法を使用することによる潜在的な混乱させる変化を回避することにある。ドーパミン作動性化合物のD2/D3選択性は、使用されるインビトロアッセイ系に従って変化することが示されているので、これは重要な利点である。したがって、好ましい態様において、このアプローチは、異種発現系における受容体を使用して、または脳におけるそれぞれの受容体についての種々のインビトロアッセイ法を使用して得られるものに加えて、D2/D3受容体の選択性の確証的な評価を提供する。加えて、本発明は、この方法によって決定されるD2/D3選択性が、トランスフェクトした細胞に発現されたヒト受容体を使用する放射性リガンド結合アッセイ法よりも、一般に機能的アッセイ法において決定されるものとより一致していることを想定する。
【０２２２】
本発明のさらなる態様は、機能的アッセイ法における新規化合物の効力、有効性、および選択性を測定するための方法を提供する。所与の受容体に対する化合物の親和性のみを評価する放射性リガンド結合アッセイ法とは異なり、機能的アッセイ法は、D3受容体における新規リガンドの効力、有効性、および選択性を決定するための好ましい態様において使用される。これらのアッセイ法は、アゴニストおよびアンタゴニスト、ならびに部分的アゴニストおよび逆アゴニストの同定を可能にする。2つの機能的アッセイ法は、実験結果のクロス確認（たとえば、有糸分裂誘発アッセイ法および[35S]GTPgS結合アッセイ法）を提供することが想定されるが、しかし、本発明は、2つの特定の言及した機能的アッセイ法を使用することに限定されることは企図されない。実際に、本発明の組成物および方法に適合したどのような関連した機能的アッセイ法も、本明細書において使用するために適している。
【０２２３】
本発明のいくつかの態様において、放射性リガンド結合研究においてその他のドーパミン受容体よりもD3受容体に対してより高い親和性を示す試験化合物のみが、機能的アッセイ法においてさらに評価される。
【０２２４】
好ましい態様において、本発明の組成物および方法に使用するために適した機能的アッセイ法の1つのタイプは、有糸分裂誘発アッセイ法である。hD2またはhD3受容体を発現するCHO細胞においてアゴニストで誘導される有糸分裂誘発は、ドーパミン受容体活性化の代用マーカーとして開発された。（たとえばC. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45： 51-60 [1994]；およびF. Sautelら、Neuroreport, 6： 329-332 [1995]を参照されたい）。ある態様において、[3H]チミジン取込みに基づいて評価される、CHO細胞の有糸分裂誘発に対する新規化合物の用量反応効果は、試験化合物の有効性および効力を決定するために使用される。さらに他の態様において、有効性を欠いた試験化合物を、アゴニストで誘導される有糸分裂誘発を遮断するこれらの機能によって決定される、アンタゴニスト活性および効力について評価する。アッセイ法を以前にMilneらに記載されたように行って、それぞれの試験化合物についてのEmaxおよびED50値を決定する。（G. W. A. Milneら、J. Chem. Inf. Comput. Sci., 34： 1219-1224 [1994]を参照されたい）。アゴニストで誘導される有糸分裂誘発を遮断することが見出された試験化合物について、IC50値を決定する。
【０２２５】
その他の好ましい態様において、本発明の組成物および方法に使用するために適した機能的アッセイ法のもう一つのタイプは、[35S]GTPgS結合アッセイ法である。これらのアッセイ法は、過剰なGDPの存在下において、アゴニストで刺激される[35S]GTPgS（GTPの加水分解抵抗性類似体）の結合をアッセイすることにより、膜におけるGタンパク質受容体の活性化を研究する。この生理的に関連した指標は、脳およびトランスフェクトされた細胞におけるD2およびD3受容体によるGタンパク質の活性化を評価するために使用されている。（S. L. Gillilandら、Eur. J. Pharmacol., 392： 125-128 [2000]； S. L. GillilandおよびR. H. Alper, Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol., 361： 498-504 [2000]；およびJ. F. Pregenzerら、Neurosci. Lett., 226： 91-94 [1997]を参照されたい）。いくつかの態様において、hD2またはhD3受容体を発現するCHO細胞について調製した膜における[35S]GTPgS結合に対する試験化合物の用量反応の効果は、有効性および効力を決定するために使用される。有効性を欠いている化合物は、アゴニストで誘導される[35S]GTPgS結合を遮断するこれらの能力によって決定される、アンタゴニスト活性および効力について評価する。その他のいくつかの態様において、それぞれの化合物に対するEmaxおよびED50値を決定するために以前に記載したように、[35S]GTPgS結合アッセイ法を、hD2short、hD3、またはhD4.4受容体を含むCHO細胞膜でも行う。IC50値を、アゴニストで誘導される[35S]GTPgS結合を遮断することが見出された試験化合物について決定する。
【０２２６】
これらの機能的アプローチの1つの想定される利点は、ヒトドーパミン受容体に対する研究の使用により、ヒト治療に対して得られた実験データの関連性が増大することである。
【０２２７】
VIII.本組成物と組み合わせる、または同時投与される治療薬
広範囲な治療的薬剤は、本発明との使用に有用である。開示された化合物と共に同時投与することができるか、または開示された化合物に関連したどのような治療的な薬剤も、本発明において我々のために適している。
【０２２８】
本発明のいくつかの態様は、ドーパミン受容体修飾因子（たとえば、アンタゴニストまたはアゴニスト）およびコカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群（RLS）、およびパーキンソン病などの治療的な処置のために示された1つまたは複数の化合物の有効な量を、被験者に投与することを提供する。いくつかの態様において、被験者は、哺乳類（たとえば、ヒト）である。
【０２２９】
本発明のさらなる態様は、Gタンパク質結合受容体を調整（たとえば、アゴナイズまたはアンタゴナイズ）することに向けられた治療的な組成物および方法を提供する。その他のさらなるいくつかの態様において、本発明の治療的な組成物および方法は、欠陥のあるドーパミン受容体機能を調整（たとえば、アゴナイズまたはアンタゴナイズ）することに向けられる（たとえば、側坐核、嗅結節、およびカエハ島（しかし、これらに限定されない）を含む辺縁脳領域におけるD3受容体によるドーパミンの再摂取）。
【０２３０】
本発明はまた、被験者に対する本発明の化合物の投与および治療方法に続く、治療の成功をモニターする機会を提供する。いくつかの態様において、これらの測定は、少なくとも一部は、ドーパミン（たとえば、D3）受容体機能の欠陥によって特徴づけられる症状の回復を観察することによってなされる。いくつかの態様において、患者の観察は、臨床的な環境（たとえば、病院、診療室、または診療所）においてなされる。その他の態様において、投与の有効性を決定するために、本発明の治療的な組成物の投与および方法の種々の時点で（たとえば、前に、間に、または後に）、患者から1つまたは複数の生理学的な試料を採取する。なおさらなる態様において、患者の投与データは、本発明の治療的な組成物の投与および方法（たとえば、投薬レベル、投与の頻度、投与の周期、投与方法、その他）を改変する、または修飾するために使用される。
【０２３１】
本発明の組成物は、静脈内に、皮下に、腫瘍内に、腹膜内に、または局所的に（たとえば、粘膜表面に）注射することを含む任意の適切な方法を経て送達されてもよいが、これらに限定されない。
【０２３２】
IX.薬学的製剤、投与経路、および用量の検討
本発明は、塩類溶液、緩衝食塩水、デキストロースおよび水（これらに限定されない）を含む任意の無菌で生物学的適合性のある薬学的キャリア中で投与される少なくとも1つの受容体（たとえば、ドーパミン、Gタンパク質結合受容体など）を調整する組成物を含む薬学的組成物を提供する。いくつかの態様において、本発明の薬学的組成物は、1つの薬剤（たとえば、D3受容体を調整するリガンド）を含んでいてもよい。その他の態様において、薬学的組成物は、少なくとも2つの薬剤（たとえば、1つまたは複数のD3受容体調整リガンドおよび1つまたは複数のさらなる治療的な組成物）の混合物を含んでいてもよい。なおさらなる態様において、本発明の薬学的組成物は、以下の1つまたは複数の条件下での患者に投与される少なくとも2つの薬剤（たとえば、1つまたは複数のD3受容体調整リガンドおよび1つまたは複数のさらなる治療的な組成物）を含む：異なる周期、異なる期間、異なる濃度、異なる投与経路、その他。
【０２３３】
本発明の組成物および方法は、疾患の治療、またはドーパミン受容体およびその他の受容体（たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5）の欠陥のある（異常な）調節および／または機能によって特徴づけられる生理学的な状態の改変において有用である。いくつかの態様において、異常な受容体（たとえば、D3受容体）の機能は、精神刺激薬剤（たとえば、コカイン）によって患者の身体に引き起こされる。その他の態様において、異常な受容体の機能は、器質性の病気または状態または症状を引き起こすことにより、またはその結果として生じる。
【０２３４】
本発明は、ドーパミン受容体リガンド、およびいくつかの態様において、欠陥のある受容体の調節および／または機能に関連した症状を治療することに向けられた1つまたは複数の従来の治療的組成物（たとえば、物質乱用、うつ病、パーキンソン病、精神分裂病などを治療することに向けられた組成物）を、許容される薬学的デリバリー方法および調製技術に従って投与することを想定する。たとえば、1つまたは複数のD3受容体調整リガンドおよび1つまたは複数のさらなる治療的組成物を、生理食塩液などの薬学的に許容されるキャリアにおいて、被験者に静脈内に投与することができる。医薬品の細胞内デリバリーのための標準的な方法を使用することができる（たとえば、リポソームを経たデリバリー）。このような方法は、当業者に周知である。
【０２３５】
いくつかの態様において、本発明の製剤は、静脈内、皮下、筋肉内、および腹腔内などの非経口投与のために有用である。想定されるいくつかの治療的薬剤（たとえば、治療用ポリペプチド）の治療的な同時投与も、遺伝子治療技術を使用して達成することができる。遺伝子治療技術は、現在当該技術分野において広く知られている。
【０２３６】
医学の分野において周知のように、任意の一人の患者のための用量は、患者の大きさ、体表面積、年齢、投与される特定の化合物、性、投与の時間および経路、全体的な健康、ならびに並行して投与されるその他の薬剤との相互作用を含む、多くの因子に依存する。
【０２３７】
したがって本発明のいくつかの態様において、1つまたは複数のD3受容体を調整するリガンドは、患者に単独で、または1つもしくは複数の物質乱用治療剤と組み合わせて、またはこれが賦形剤またはその他の薬学的に許容されるキャリアと混合されている薬学的組成物中で投与される。本発明の1つの態様において、薬学的に許容されるキャリアは、薬学的に不活性である。
【０２３８】
治療される症状により、これらの薬学的組成物は、全身的にもしくは局所的に処方されまたは投与されてもよい。処方および投与のための技術は、最新版の「Remington's Pharmaceutical Sciences」（Mack Publishing Co, Easton Pa.）に見られるであろう。適切な経路は、たとえば経口または経粘膜投与、ならびに筋肉内の、皮下の、骨髄内の、クモ膜下の、心室内の、静脈内の、腹腔内の、または鼻腔内の投与を含む非経口的なデリバリーを含んでもよい。
【０２３９】
注射のために、本発明の薬学的組成物は、水溶液中に、好ましくはハンクス液、リンゲル液、または生理的緩衝食塩水などの生理的に適合性の緩衝液中に、処方されてもよい。組織または細胞投与のためには、透過させる特定の障壁に適した浸透剤を製剤に使用する。このような浸透剤は、当業者全般に既知である。
【０２４０】
その他の態様において、本発明の薬学的組成物は、経口投与のために適した用量で、当該技術分野において周知の薬学的に許容されるキャリアを使用して処方することができる。このようなキャリアは、薬学的組成物を、治療される患者による経口または経鼻摂取のためのタブレット、ピル、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などとして処方することを可能にする。好ましい態様において、治療的な化合物は、経口的に患者に経口投与される。
【０２４１】
本発明に使用するために適した薬学的組成物は、有効成分が意図された目的を達成するために有効な量で含まれる組成物を含む。たとえば、D3受容体を調整するリガンドの有効な量は、特定の細胞または組織の正常な病的でない例と比較して、抑制されて（または上昇して）上昇したレベルのドーパミン取込みを有する患者の細胞または組織におけるドーパミンの再摂取を誘導する量であってもよい。有効な量の測定は、特に本明細書において提供される開示を考慮して、十分に当業者の能力範囲内のものである。
【０２４２】
有効成分に加えて、好ましい薬学的組成物は、薬学的に使用することができる標品中の活性化合物のプロセシングを容易にする賦形剤および添加剤を含む適切な薬学的に許容されるキャリアを含んでもよい。経口投与のために処方される製剤は、タブレット、糖衣丸、カプセル、または溶液の形であってもよい。
【０２４３】
本発明の薬学的組成物は、それ自体公知の方法（たとえば、従来の混合、溶解、顆粒化、糖衣作製、粉砕、乳化、カプセル化、包埋、または凍結乾燥プロセスによって）で製造されてもよい。
【０２４４】
非経口投与のための薬学的製剤は、水溶性の形態の活性化合物の水溶液を含む。加えて、活性化合物の懸濁液は、適切な油性の注射懸濁液として調製されてもよい。適切な親油性溶媒または媒体は、ゴマ油などの脂肪油、またはオレイン酸エチルもしくはトリグリセリドなどの合成脂肪酸エステル、またはリポソームを含む。水性の注射懸濁液は、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ソルビトール、またはデキストランなどの懸濁液の粘性を増大させる物質を含んでいてもよい。選択的に、懸濁液は、化合物の溶解性を増大させて、非常に濃縮された溶液の調製を可能にする適切な安定剤または薬剤を含んでいてもよい。
【０２４５】
経口使用のための薬学的製剤は、固体賦形剤と活性化合物（たとえば、受容体リガンド）を合わせて、選択的に得られた混合物を挽いて、顆粒の混合物をプロセスし、必要に応じて適切な添加剤を添加して、タブレットまたは糖衣丸核心を得た後に得ることができる。適切な賦形剤は、ラクトース、シュークロース、マンニトールまたはソルビトールを含む糖；トウモロコシ、コムギ、イネ、ジャガイモ、その他由来のデンプン；メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル-セルロース、またはナトリウムカルボキシメチルセルロースなどのセルロース；ならびにアラビアゴムおよびトラガカンタを含むガム；ならびにゼラチンおよびコラーゲンなどのタンパク質などの、炭水化物またはタンパク質充填剤である。必要に応じて、架橋されたポリビニルピロリドン、アガー、アルギン酸、またはアルギン酸ナトリウムなどのその塩などの崩壊剤または溶解剤が添加されてもよい。
【０２４６】
本組成物の摂取可能な製剤は、食品添加物、香料、着色料、ビタミン、ミネラル、および植物栄養素などの、食料の含有物および一般に安全であると認識されている物質（GRAS）についてアメリカ農務省によって承認されたどのような材料をさらに含んでもよい。本明細書において使用される「植物栄養素」の用語は、以下の分類の化合物を含む生物学的な効果を有する植物から単離された有機化合物をいうが、これらに限定されない：イソフラボノイド、オリゴマーのプロアントシアニジン、インドール-3-カルビノール、スルホラホン（sulforaphone）、繊維状リガンド、植物フィトステロール、フェルラ酸（ferulic acid）、アントシアノシド、トリテルペン、オメガ3/6脂肪酸、ポリアセチレン、キノン、テルペン、カテキン、没食子酸塩、およびケルシチン。
【０２４７】
また、糖衣丸核心は、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル（carbopol gel）、ポリエチレングリコール、および／または二酸化チタンを含むであろう濃縮された糖溶液などの適切な被覆、ラッカー溶液、ならびに適切な有機溶媒または溶媒混合物と共に提供される。染料または色素は、製品を同定するために、または活性化合物の量（すなわち、用量）を特徴づけるために、タブレットまたは糖衣丸被覆に添加されてもよい。
【０２４８】
経口的に使用することができる薬学的製剤は、ゼラチンでできているプッシュ−フィットカプセル、ゼラチンでできている軟らかい密封されたカプセル、およびグリセロールまたはソルビトールなどの被覆を含む。プッシュ−フィットカプセルは、ラクトースまたはデンプンなどの充填剤または結合剤、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤、および選択的に安定剤と混合された有効成分を含むこともできる。軟カプセルにおいて、活性化合物は、安定剤の存在下または非存在下において、脂肪油、流動パラフィン、または液体ポリエチレングリコールなどの適切な液体に溶解または懸濁されてもよい。
【０２４９】
薬学的に許容されるキャリア中に処方される本発明の化合物を含む組成物は、適切な容器に配置して、示した症状の治療のためのラベルをつけて調製してもよい。D3受容体を調整するリガンドについては、ラベルに示される症状は、物質乱用（たとえば、コカイン乱用）、うつ病、パーキンソン病、および精神分裂病などに関する症状の治療を含んでもよい。薬学的組成物は、塩として提供されてもよく、塩酸、硫酸、酢酸、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸などを含む多くの酸とともに形成させることができるが、これらに限定されない。塩は、対応する遊離塩基の形態で、水性またはその他のプロトン性溶媒により可溶性となる傾向がある。その他の場合には、好ましい製剤は、pH4.5〜5.5の範囲で、1mM〜50mMのヒスチジン、0.1%〜2%のシュークロース、2%〜7%のマンニトール中で凍結乾燥された粉末であってもよく、これを使用前に緩衝液と合わせる。
【０２５０】
本発明の方法に使用するどのような化合物に対しても、治療的に有効な用量は、まず最初に細胞培養アッセイ法から評価することができる。次いで、好ましくは、受容体の正常な機能／調節（たとえば、D3受容体によるドーパミンの再摂取）を誘導する望ましい循環濃度範囲を達成するように、動物モデル（特にマウスまたはラットモデル）において用量を処方することができる。治療的に有効な用量とは、疾病状態の症状（たとえば、ドーパミンの再摂取の抑制）を回復させる、受容体を調整するリガンド（およびいくつかの態様において、1つまたは複数のその他の治療薬）の量をいう。このような化合物の毒性および治療的有効性は、たとえばLD50（個体群の50%に対して致死的な用量）およびED50（個体群の50%において治療的に有効な用量）を決定するための細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手順によって決定することができる。毒性と治療的有効性の間の用量比が治療指数であり、これは比LD50/ED50として表すことができる。大きな治療指数を示す化合物が好ましい。細胞培養アッセイ法およびさらなる動物研究から得られるデータを、用量範囲を処方する際、たとえば哺乳類（たとえば、ヒト、ウマ（Equus caballus）、ネコ（Felis catus）、およびイヌ（Canis familiaris）、その他）で使用することができる。このような化合物の用量は、本発明はこの範囲に限定されないが、好ましくは、ほとんどまたは全く毒性がないED50を含む循環濃度範囲内である。用量は、使用される剤形、患者の感受性、および投与の経路に依存して、この範囲内で変化する。
【０２５１】
正確な用量は、個々の医師によって治療される患者の観点から選択される。用量および投与は、十分なレベルの活性部分が提供されるように、または所望の効果を維持するように調整される。考慮される可能性のあるさらなる因子は、疾病状態の重篤さ；患者の年齢、重量、および性；食餌、投与の時間および頻度、薬剤の組み合わせ、反応感受性、および治療法に対する寛容／応答を含む。長期間作用する薬学的組成物は、特定の製剤の半減期およびクリアランス速度に依存して、3〜4日毎、毎週、または2週に一回で投与してもよい。その他の薬学的組成物は、毎日または日に数回投与されてもよい。
【０２５２】
正常な用量は、投与の経路に依存して、0.1〜100,000マイクログラムで、約1gの総用量まで変化してもよい。デリバリーにおける特定の用量および方法に関するガイダンスは、文献に提供されている。いくつかの薬剤を患者の骨髄に投与するためには、静脈内注射とは異なる手段でのデリバリーを必要とするであろう。
【０２５３】
本発明の好ましい態様は、患者に受容体を調整するリガンドの有効な量を投与して、欠陥のある受容体の機能／調節を調整する（たとえば、活性を増大または減少する）ための薬学的組成物および方法を提供する。
【０２５４】
いくつかの態様において、本発明による治療に適した、受容体（たとえば、D3受容体）機能／調節の欠陥によって特徴づけられることが疑われる疾患は、異常なレベルの天然の（たとえば、内因性の）受容体リガンド（たとえば、ドーパミン）を有することが疑われる関心対象の試料（たとえば、細胞、組織、液、その他）を得て、1つまたは複数のよく確立された免疫組織化学的技術（たとえば、ELISAおよびウエスタンブロット、その他）を使用して試料における天然の受容体のリガンドレベルを測定し、試料における天然の受容体のリガンドレベルを、関連した病的でない参照試料における対応する受容体のリガンドレベルと比較することによって選択される。その他の態様において、1つまたは複数の天然の受容体リガンド（たとえば、ドーパミン）の異常なレベルによって特徴づけられることが疑われる疾患は、関心対象の受容体リガンドの異常な高いレベルを直接または間接的に示す、試料（たとえば、細胞、組織、液、その他）中の1つまたは複数のマーカー（たとえば、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、脂質、その他）のレベルを、関連した病的でない試料におけるこれらのマーカーのレベルと比較することによって選択される。
【０２５５】
本発明は、薬剤を被験者に送達するために選択される投与経路に限定されることは企図されない。実際に、多くの適切な投与経路が想定され、その選択は当業者の技術の範囲内である。
【０２５６】
いくつかの好ましい態様において、治療的な組成物は、患者に約1〜200mg/日、約5〜50mg/日、および最も好ましくは約10〜40mg/日の用量範囲で投与される。特に好ましい態様において、治療的な化合物は、何らかの生物学的活性（たとえば、RbおよびサイクリンD1レベルの変化）を有することが示されている容認できる1日用量（たとえば、30〜40mg/日）で患者に（たとえば、経口的に）投与される。
【０２５７】
いくつかの態様において、患者の疾病状態の変化を決定するために、本発明の方法および組成物で治療後または治療中の患者から得られた試料に対して、標準的な免疫組織化学的技術が使用される。本明細書において使用されるものとして、コカイン乱用および／または耽溺は、疾病状態であるとみなす。
【０２５８】
精神分裂病におけるD3受容体の治療の可能性。精神分裂病は、異常なドーパミン作動性機能に関する神経発生的な疾患である。精神分裂病におけるD3ドーパミン受容体の重要性および治療の可能性は、いくつかの証拠の裏打ちによって支持される。まず、D2およびD3ドーパミン受容体は、抗精神病薬活性を有するほとんど全ての現在既知の薬剤のための主要な標的である（最近の総説：Strange, 2001； Schwartzら、2000； Emilienら、1999）。また、D3サブタイプは、精神分裂病に関与することが知られている前脳辺縁領域に主に局在する。さらに、分裂病者に投与される抗精神病薬は、腹側線条体領域におけるD3受容体のダウンレギュレーターとして作用するようであり、これは、抗精神病薬を摂取している分裂病患者と比較して薬剤フリーの分裂病患者におけるD3（D2でない）受容体の過剰発現によって支持される（Gurevichら、1997）。これは、精神分裂病において観察される、精神刺激に対する行動の感作についても説明するであろう。薬理学的議論も、精神分裂病の症状に寄与しているもう一つの因子がD1およびD3受容体間の相対的な存在量の不均衡であるかもしれないことを支持する（Schwartzら、1998）。しかし、精神分裂病におけるD3受容体の過剰発現、ならびにこの疾患の症候学において果たす役割を確証するためには、さらなる研究が必要である。
【０２５９】
典型的な抗精神病薬は、第二世代の非定型の薬剤と異なり、重篤な錐体外路の副作用を有する傾向がある。D3受容体は、主に辺縁に関連する脳領域に限定されているので、これは、錐体外路または神経内分泌系の副作用がない抗精神病薬治療の開発のための魅力的な標的であると一般に考えられている。たとえば、ラット脳においてD2以上にD3に対して有意な選択性を示す、最近発見されたD3アンタゴニストのSB-277011-Aの場合には、このD3リガンドにより、精神分裂病の治療において非選択的ドーパミン受容体アンタゴニストに特徴的な副作用を伴わずに、有益な効果が達成される可能性があることの証拠が示されている（Reavillら、2000）。精神分裂病の治療に使用される神経遮断薬の場合には、このクラスの薬剤の抗精神病効果は、D2受容体よりむしろD3を遮断することに関連するが、錐体外路の副作用は、線条体に発現したD2受容体に対するこれらの効果にあるという証拠により支持される（Schwartzら、2000； Sigmundson, 1994； Missaleら、1998； Joyce and Meador-Woodruff, 1997）。一方、ハロペリドールおよびクロザピンの場合に示されたように（Strange, 2001）、抗精神病薬の錐体外路の副作用は、低用量を投与することにより、線条体内のD2受容体の占有率を減少させることによって除去される可能性があることも議論されている。
【０２６０】
パーキンソン病におけるD3受容体の治療的な関連。パーキンソン病のための長期のレボドパ治療法は、重篤な副作用、運動障害、運動行為における揺れ、幻覚を引き起こす。行動の感作を引き起こす条件でのレボドパ投与は、D3受容体遺伝子発現の誘導を伴うことが示された。この関連は、副作用の予防において、さらにパーキンソン病の治療において治療的な関連性を有する（Bordetら、1997； S. Perachonら、366： 293-300 [1999]。レボドパおよびドーパミンアゴニストの併用投与は、慢性的なレボドパ療法の副作用を減少させかつ遅延させる有効な方法であると考えられる。さらに、最近開発されたパーキンソン病のための2つの薬剤、プラミペキソール（pramipexole）、およびロピニロール（ropinirole）は、ドーパミンD3受容体を一次標的とするが、別の抗パーキンソン病薬のペルゴリドは、3つ全てのD1、D2、D3サブタイプに強力である。
【０２６１】
不穏下肢症候群におけるD3受容体の治療的な関連。不穏下肢症候群（RLS）は、運動に対する衝動および運動不穏状態に関連した脚の異常感覚によって特徴づけられる。レボドパおよびエルゴリン誘導体は、この症状を効果的に治療するが、主要な副作用によってこれらの有用性が制限される。また、これらの薬剤を使用してRLS症状を完全に緩解することは、達成され得ない。最近D3受容体アゴニストのプラミペキソール（pramipexole）は、RLSの治療に非常に有効であることが見出され、これも、RLSにおけるD3サブタイプ受容体の関与および治療の可能性支持する。（Montplaisirら、1999）。
【０２６２】
うつ病治療におけるD3受容体の治療的な関連。重篤なうつ病の患者において、ドーパミン機能の減少が見出された（Shahら、1997）。また、ドーパミン作動性効果を有する抗うつ病薬は、一般にうつ病を治療するために有効である（Brown and Gershon, 1993）。特に、慢性抗うつ薬は、中脳辺縁系の末端領域におけるD2/D3受容体機能に有効である（Emilienら、1999）。
【０２６３】
実施例
以下の実施例は、本発明の特定の好ましい態様を示し、さらに例示するために提供されるものであって、その範囲を限定するものとして解釈されない。
【０２６４】
実施例1
種々のリード化合物の調製
本実施例は、種々のリード化合物およびそれらの重要な類似体の合成を記載する。重要な中間化合物5は、修飾された既知の方法を使用して合成した。（C.A.R. Baxterら、J. Med. Chem., 15 （4）： 351-356 [1972]； V.A. Raoら、 J. Med. Chem., 13 （3）： 516-522 [1970]；およびG.W. Gribble and P.W. Heald, Synthesis, 650-651 [1975]を参照されたい）。エタノールアミンと2-キノリン-カルボキシアルデヒド化合物2の縮合（化合物2bは、G.Lunn and E.B. Sansone, J. Org. Chem., 51： 513-517 [1986]に示したとおりに、ジオキサン中でのSeO2による6-メトキシキナルジンの酸化によって調製した）により、シッフ塩基を与え、次いで、これをNaBH4で2-置換アミノメチルキノリン（化合物3）に還元した。（C.A.R. Baxterら、J. Med. Chem., 15 （4）： 351-356 [1972]；およびV.A. Raoら、J. Med. Chem., 13 （3）： 516-522 [1970]を参照されたい）。KOH水溶液中においてニッケルアルミニウム合金で化合物3を還元することにより、2-置換アミノメチル-1,2,3,4-テトラヒドロ-キノリン（化合物4）を好収率で容易に得た。（N. Rabjohn, Org. React., 24： 261-415 [1976]を参照されたい）。重要な中間化合物5は、キシレン中、P2O5で化合物4を還流することによって調製した。（C.A.R. Baxterら、J. Med. Chem., 15 （4）： 351-356 [1972]；およびV.A. Raoら、J. Med. Chem., 13 （3）： 516-522 [1970]を参照されたい）。Cs2CO3のアセトニトリル（aceonitrile）溶液の存在下における、種々のハロゲン化アルキルによる化合物5のアルキル化により、リード化合物およびその類似体化合物6a〜eおよび化合物7a〜eを得た。（L.A. Vliet, J. Med. Chem., 43： 2871-2882 [2000]を参照されたい）。BBr3のCH2Cl2溶液による化合物7a〜eの脱メチル化により、フェニル環にフリーのヒドロキシ基を有する類似体化合物8a〜eを得た。（E.H. Vickeryら、J. Org. Chem., 44： 4444-4446 [1979]を参照されたい）。
2005517630.tif 000021
【０２６５】
試薬および条件：i.a）1.1当量エタノールアミン、ベンゼン、N2下、還流、H2O除去、一晩；b）3.5当量NaBH4、無水エタノール、N2下、還流、一晩、収率87〜90%。ii.およそ5gのニッケル-アルミニウム合金／1g基質、1MのKOH、メタノール、rt、一晩、収率85〜89%。iii.3当量P2O5、キシレン、N2下、還流、一晩、収率82〜86%。iv.1.2当量R2Cl／NaIまたは1.2当量R2I、2当量Cs2CO3、CH3CN、N2下、還流、一晩、収率61〜76%。v.4当量BBr3、CH2Cl2、N2下、0℃、4時間、収率71〜75%。
【０２６６】
表10は、いくつかのD3リガンドの構造および活性を示す。
【０２６７】
【表１０】
2005517630.tif 000022
【０２６８】
実施例2
6-メトキシキノリン-2-カルボキシアルデヒド（化合物2b）
8.7gの6-メトキシキナルジン（50mmol）の100mlのジオキサン溶液および5mlの水に5.5gのSeO2（50mmol）を添加し、得られた混合液を3時間還流し、冷却してろ過した。ろ液を濃縮し、残渣をヘキサン：EtOAc=6：1で溶出させるシリカゲルのクロマトグラフィによって精製し、無色の結晶として8.5gの化合物2bを、91%の収率で得た。
2005517630.tif 000023
【０２６９】
実施例3
2-（β-ヒドロキシエチルアミノメチル）-キノリン（化合物3a）
7.85gの2-キノリンカルボキシアルデヒド（化合物2a）（50mmol）の50mlのベンゼン溶液に3.3mlのエタノールアミン（3.36g、55mmol）を添加し、得られた混合液をいかなる水も分離されなくなるまで共沸した。ベンゼンを減圧下で除去し、未精製のシッフ塩基を無水エタノールに溶解した。得られた混合液を0℃において6.62gのNaBH4（0.175mol）で処理して一晩還流した。エタノールの除去後、粗生成物を水に溶解して3×50mlのCHCl3で抽出した。有機層をNa2SO4を通して乾燥させ、濃縮して、残渣を10%のMeOHのCHCl3溶液で溶出させるシリカゲル上のクロマトグラフィによって精製し、9.1gの化合物3aを無色の固体として収率90%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000024
【０２７０】
実施例4
2-（β-ヒドロキシエチルアミノメチル）-6-メトキシキノリン（化合物3b）
10.1gの化合物3bは、化合物3a（実施例3）の調製のために上記した通りに、9.35gの化合物2b（50mmol）から、87%の収率で調製した。
2005517630.tif 000025
【０２７１】
実施例5
2-（β-ヒドロキシエチルアミノメチル）-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン（化合物4a）
8.1gの化合物3a（40mmol）を200mlのメタノールに取り、200mlの1MのKOHを添加した。ニッケル-アルミニウム合金（40g）は1時間にわたって5つの部分で添加し、生じた混合液をrtで一晩撹拌した。混合液をろ過して濃縮し、3×100mlのCHCl3で抽出し、抽出物をNa2SO4を通して乾燥した。溶媒の除去後、残渣を20%のMeOHのCHCl3溶液で溶出させるシリカゲル上のクロマトグラフィによって精製し、無色の固体として7.3gの化合物4aを収率89%で得た。
2005517630.tif 000026
【０２７２】
実施例6
2-（β-ヒドロキシエチルアミノメチル）-6-メトキシ-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン（化合物4b）
8.0gの化合物4bは、化合物4a（実施例5）の調製のために上記した通りに、9.3gの化合物3b（40mmol）から、85%の収率で調製した。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000027
【０２７３】
実施例7
2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物5a）
7.21gの化合物4a（35mmol）および14.9gのP2O5（l05mmol）の100mlのキシレン溶液の混合液を一晩還流させて、冷却し、濃縮した。残渣を5NのNaOHで加水分解し、3×100mlのCHCl3で抽出し、抽出物をK2CO3を通して乾燥した。溶媒の除去後、残渣を10%のMeOHのCHCl3溶液で溶出させるシリカゲル上のクロマトグラフィによって精製し、無色の油として5.4gの化合物5aを82%の収率で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000028
【０２７４】
実施例8
8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物5b）
6.56gの化合物5bは、化合物5a（実施例7）の調製のために上記した通りに、8.26gの化合物4b（35mmol）から、86%の収率で調製した。
2005517630.tif 000029
【０２７５】
実施例9
化合物5aおよび5bのアルキル化の一般的手順（方法A）
1つの態様において、化合物5（1mmol）、適切なアルキルクロリド（1.2mmol）、および無水NaI（1.2mmol）、または適切なヨウ化アルキル（1.2mmol）、無水Cs2CO3（2mmol）の10ml無水CH3CN溶液の混合液を一晩還流した。反応混合液を冷却し、濾過し、濃縮した。残渣をヘキサン：EtOAc=1：1で溶出するシリカゲルにおけるクロマトグラフィによって精製し、必要とされる産物を得た。
【０２７６】
実施例10
3-（p-フルオロベンゾイルエチル）-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物6a）
方法A（実施例9）に記載したように、3-クロロ-4'-フルオロプロピオフェノンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として206mgの化合物6aを収率61%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000030
【０２７７】
実施例11
3-（p-フルオロベンゾイルプロピル）-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物6b）
方法A（実施例9）に記載したように、4-クロロ-4'-フルオロブチロフェノンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として225mgの化合物6bを収率64%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000031
【０２７８】
実施例12
3-（p-フルオロベンゾイルブチル）-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物6c）
方法A（実施例9）に記載したように、1-（4-フルオロフェニル）-5-クロロ-1-オキソペンタンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として252mgの化合物6cを収率69%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000032
【０２７９】
実施例13
3-プロピル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物6d）
方法A（実施例9）に記載したように、1-ヨードプロパンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として165mgの化合物6dを収率72%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000033
【０２８０】
実施例14
3-ブチル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物6e）
方法A（実施例9）に記載したように、1-ヨードブタンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として180mgの化合物6eを収率74%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
2005517630.tif 000034
【０２８１】
実施例15
3-（p-フルオロベンゾイルエチル）-8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物7a）
方法A（実施例9）に記載したように、3-クロロ-4'-フルオロプロピオフェノンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として239mgの化合物7aを収率65%で得た。
2005517630.tif 000035
【０２８２】
実施例16
3-（p-フルオロベンゾイルプロピル）-8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物7b）
方法A（実施例9）に記載したように、4-クロロ-4'-フルオロブチロフェノンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として252mgの化合物7bを収率66%で得た。
2005517630.tif 000036
【０２８３】
実施例17
3-（p-フルオロベンゾイルブチル）-8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物7c）
方法A（実施例9）にて記載したように、1-（4-フルオロフェニル）-5-クロロ-1-オキソペンタンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として269mgの化合物7cを収率68%で得た。
2005517630.tif 000037
【０２８４】
実施例18
8-メトキシ-3-プロピル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物7d）
方法A（実施例9）にて記載したように、1-ヨードプロパンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として190mgの化合物7dを収率73%で得た。
2005517630.tif 000038
【０２８５】
実施例19
8-メトキシ-3-ブチル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン（化合物7e）
方法A（実施例9）にて記載したように、1-ヨードブタンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として208mgの化合物7eを収率76%で得た。
2005517630.tif 000039
【０２８６】
実施例20
[3H]PD 128907の結合アッセイ法
いくつかの態様において、D3受容体ドーパミン受容体のための[3H]PD 128907の結合アッセイ法は、以前にLevant（B. Levant, Current Protocols in Pharmacology （J Ferkany and SJ Enna, Eds） John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい）に記載されたとおりに行う。ラット腹側線条体（側坐核および嗅結節）は、アッセイ緩衝液（50mMのトリス、1mMのEDTA；pH7.4、23℃）に調製して、終濃度、10mgのオリジナルの湿重量（o.w.w.）/mlを得た。膜を[3H]PD 128907 0.3nM；116 Ci/mmol；（Amersham, Arlington Heights, IL）および種々の濃度の競合化合物（10-10〜10-4M）とインキュベートする。非特異的結合は、1μMスピペロンによって定義する。アッセイチューブを23℃で3時間インキュベートする。迅速な減圧濾過によって反応を終了させる。データは、非線形最小自乗曲線の当嵌プログラムLIGANDを使用して解析する。
【０２８７】
実施例21
[3H]スピペロン結合アッセイ法
いくつかの態様において、[3H]スピペロン結合アッセイ法は、以下を除いては、[3H]PD128907について以前にLevant（B. Levant, Current Protocols in Pharmacology （J Ferkany and SJ Enna, Eds） John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい）に記載されたとおりに行う。脳におけるD2ドーパミン受容体結合については、ラット尾状核被殻から調製した膜を使用してアッセイを行い、最終的な膜ホモジェネート濃度は、1.5mg o.w.w./mlにする。hD2s、hD3、およびhD4.4受容体におけるアッセイのためには、予備研究において膜濃度をそれぞれの受容体発現細胞株について決定する。アッセイ緩衝液は、50mMのトリス-HCl、5mMのKCl、2mMのMgCl2、および2mMのCaCl2、pH7.4、23℃であり；[3H]スピペロンの濃度（24 Ci/mmol；Amersham）は、200pMであり；およびインキュベーション時間は、23℃で2時間である。非特異的結合は、1μM（+）-ブタクラモールの存在下において定義する。
【０２８８】
実施例22
[3H]SCH 23390結合アッセイ法
いくつかの態様において、D1様ドーパミン受容体のための[3H]SCH 23390結合アッセイ法は、以下を除いては、以前にLevant（B. Levant, Current Protocols in Pharmacology （J Ferkany and SJ Enna, Eds） John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい）に記載されたとおりに、および[3H]PDスピペロン結合アッセイ法のために記載されたとおりに行う。[3H]SCH 23390の濃度（73Ci/mmol；Amersham）は、300pMであり、およびインキュベーション時間は、37℃で30分である。
【０２８９】
実施例23
[3H]キンピロールによる受容体オートラジオグラフィー
いくつかの態様において、矢状脳切片（20μm、側方1.00〜1.40mm）をクリオスタットで切断し、クロムミョウバン／ゼラチン被覆スライド上へ融解マウントし、以前にLevant（B. Levant, and E. B. De Souza, Synapse, 14： 90-95 [1993]）に記載されたように処理する。切片を23℃で2時間、10nM [3H]キンピロール（50.6 Ci/mmol；NEN Life Science, Boston, MA）とともに、5種の濃度の競合薬剤（10-9〜10-5Mまたは10-8〜10-4M）の存在下または非存在下において、アッセイ緩衝液（50mMのトリス-HCl、5mMのKCl、2mMのMgCl2、および2mMのCaCl2、pH7.4、23℃）中でインキュベートする。それぞれの動物からの二つ組の切片をそれぞれのデータポイントについて使用する。オートラジオグラムは、3H-Hyperfilm（Amersham, Arlington Heights, IL）および20μm [3H]メタクリル酸メチル標準（Amersham）を使用して作製する。オートラジオグラフィーのイメージは、NIH「イメージ」バージョン1.6で定量する。
【０２９０】
実施例24
有糸分裂誘発アッセイ法
いくつかの態様において、有糸分裂誘発アッセイ法は、以前にChioら（C.L. Chio, Mol. Pharmacol., 45： 51-60 [1994]を参照されたい）において記載されたとおりに行う。hD2sまたはhD3を発現しているCHO細胞を5,000細胞／ウェルの密度で96ウェルプレートにまいて、10%のウシ胎仔血清を含むMEM中で37℃で48時間培養する。ウェルを無血清のMEMで洗浄して、種々の濃度の薬剤（10-10〜10-4M）または溶媒とインキュベートして16時間培養する。アゴニストで刺激される有糸分裂誘発の拮抗作用は、10nMのキンピロールの存在下において決定する。次いで、[3H]チミジン（1μCi/ウェル；25Ci/mmol；Amersham）をそれぞれのウェルに添加する。2時間のインキュベーション後、細胞をトリプシン処理して迅速な減圧濾過によって回収する。それぞれの試料における[3H]チミジン取込みは、fmol取り込み/mgタンパク質として算出される。データは、ベースに対するパーセント刺激として示す。EC50、IC50、およびEmax値は、4-パラメータモデル（Sigma Plot, SPSS, Chicago, IL）を使用する非線形回帰分析によって算出する。
【０２９１】
実施例25
[35S]GTP-S結合アッセイ法
いくつかの態様において、[35S]GTP-S結合アッセイ法は、以前にWangら（S. Wangら、J. Med. Chem., 39： 2047-2054 [1996]；およびS. Wangら、J. Med. Chem., 43： 351-360 [2000]を参照されたい）において記載されたように、hD2S、hD3、またはhD4.4受容体を含むCHO細胞膜において行う。
【０２９２】
実施例26
1HNMRスペクトル
いくつかの態様において、1HNMRスペクトルは300MHzで記録し、13CNMRスペクトルは、75MHzで、両方ともVarian Mercury 300およびBruker DPX 300の分光計において記録した。化学シフトは、δユニット（ppm）で与えられ、溶媒と関連する。結合定数は、ヘルツ（Hz）で与えられる。エレメント解析は、Micro-Analysis, Inc., （Wilmington, DE）によって行い、言及した場合を除き、理論値の0.4%以内である。全ての試薬および化学物質は、Aldrich Chemical Co., Fisher Scientific, またはLancaster Synthesis, Inc.から購入し、さらに精製することなく使用した。全ての反応は、特に明記しない限り窒素下で実施した。
【０２９３】
実施例27
さらなる化合物
本実施例は、本発明に使用するために想定されるさらなる化合物を記載する。
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【０２９４】
5-メトキシル、または7-メトキシル、または8-メトキシルキナルジンの合成
8-メトキシルキナルジンは、市販の8-ヒドロキシル（hydroixyl）キナルジンのメチル化によって非常に容易に得られる。5-メトキシルキナルジンを作製するためには、最初に、アミン163をアシル酢酸エチルエステルで処理して、カップリング産物（化合物164）を得る。化合物64を250℃まで加熱することによって環化させて化合物165を得て、化合物165の水酸基を塩化物に変換させ、次いで、塩化物を水素化によって除去して5-メトキシルキナルジンを得る。7-メトキシルキナルジンは、同じ方法によって得られる。
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【０２９５】
重要な中間化合物177の合成
5-メトキシル、または7-メトキシル、または8-メトキシルキナルジンを、SeO2によってアルデヒド（化合物174）に酸化させる。アルデヒド（化合物174）を、2-アミノエタノールおよびNaBH4で処理して、化合物178を得る。次に、水素化および環化により、重要な中間化合物177を得る。
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【０２９６】
D3リガンドの合成
手元の重要な中間体とともに、潜在的なD3リガンドは、種々のハロゲン化アルキルで化合物177を処理することによって得られる。9つのD3リガンドが得られる。化合物183に関しては、合成方法が異なる。化合物183は、4-ヘプタノンおよびNaBH4で化合物177cを処理することによって得られる。
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【０２９７】
化合物186または182の尾部の合成
化合物186または182の尾部は、開始物質として化合物187を使用することによって合成される。水酸基をTBS基で選択的に保護して、アミンを2-ナフトイルクロリドで処理してアミド（化合物189）を得る。次に、TBS基を除去して、アルコール（化合物190）をCBr4およびPh3PのTHF溶液で処理する。化合物192は、化合物190および溶媒（THF）間の反応に由来する。化合物192をMsClで処理して、化合物191を得る。
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【０２９８】
実施例28
さらなる化合物
本実施例は、本発明に使用するために想定されるさらなる化合物を記載する。
【０２９９】
【表１１】
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【０３００】
試薬および条件：i.a）1.1当量エタノールアミン、ベンゼン、N2下、還流、H2O除去、一晩；b）3.5当量NaBH4、無水エタノール、N2下、還流、一晩、収率87〜90%。ii.およそ5gのニッケル-アルミニウム合金／1g基質、1MのKOH、メタノール、rt、一晩、収率85〜89%。iii.3当量P2O5、キシレン、N2下、還流、一晩、収率82〜86%。iv.1.2当量R2Cl／NaIまたは1.2当量R2I、2当量Cs2CO3、CH3CN、N2下、還流、一晩、収率61〜76%。
【０３０１】
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試薬および条件：v.2当量ヒドラジン、EtOH、還流、2時間、収率87〜94%。vi.1.2当量2-ナフトイルクロリド、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率91〜95%。vii.1.2当量4-ビフェニルカルボニルクロリド、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率72〜75%。
【０３０２】
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試薬および条件：viii.4当量BBr3、CH2Cl2、N2下、0℃、4時間、収率52%。ix.1.2当量p-トルエンスルホニルクロリド、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率84%。
【０３０３】
2005517630.tif 000065
【０３０４】
上記の明細書において言及した全ての刊行物および特許は、参照として本明細書に組み入れられる。記載した本発明の方法およびシステムの種々の改変およびバリエーションは、本発明の範囲および本旨から逸脱しないことは、当業者には明らかであろう。本発明は、特定の好ましい態様と関連させて記載したが、請求する本発明は、過度にこのような特定の態様に限定されるべきではないことが理解されるべきである。実際に、関連する分野の当業者にとって明らかである本発明を実施するための記載した方法の種々の改変は、請求の範囲の余地内であることが企図される。
【図面の簡単な説明】
【０３０５】
【図１】ドーパミン受容体D3およびそのリガンド結合部位のモデル3D構造を示す。
【図２】本発明の1つの態様における3D-データベース検索のためのファルマコフォアモデルを誘導するために使用した9つの比較的選択的なD3部分アゴニストを示す。
【図３】本発明の1つの態様において使用した簡単なファルマコフォアモデルを示す。
【図４】本発明の1つの態様において使用するように想定したいくつかの化合物を示す。
【図５】本発明に有用な化合物を同定するための1つの新規アプローチを示す。
【図６】図6Aは、9つのD3部分アゴニストと本発明の1つの態様において想定されるアゴニストの重ね合わせを示す。図6Bは、想定されるD3リガンドに由来する簡単なファルマコフォアモデルを示す。
【図７】本発明のいくつかの態様において有用であるいくつかの化合物を示す。
【図８】D1、D2、およびD3受容体における化合物4の機能的活性ならびに本発明の1つの態様における標準的なリガンドの比較を示す。
【図９】本発明の1つの態様において、化合物4がそのプロトン化した窒素とD3のD110との間に強い塩橋を形成することを示す。
【図１０】本発明のいくつかの態様において有用であるいくつかの化合物を示す。
【図１１】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図１２】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図１３】本発明のいくつかの態様において有用であるいくつかの化合物を示す。
【図１４】本発明の1つの態様におけるトランスフェクトされた細胞を使用する機能アッセイを示す。
【図１５】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図１６】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図１７】本発明のいくつかの態様において有用であるいくつかの化合物を示す。
【図１８】図18Aは、本発明の1つの態様におけるD3受容体と化合物14について予測される結合モデルを示す。図18Bは、本発明の1つの態様におけるD3受容体と化合物32について予測される結合モデルを示す。
【図１９】本発明の1つの態様におけるD3受容体の結合部位における化合物14の概略図である。
【図２０】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図２１】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図２２】本発明の1つの想定される結合モデルを示す。
【図２３】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図２４】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図２５】本発明のいくつかの方法に使用する化合物を作製するための1つの想定される合成スキームを示す。
【図２６】本発明の1つの態様の図表を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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