选择性基质金属蛋白酶抑制剂

相关专利申请

本申请依据35U.S.C.§119(e)的规定，要求2014年2月20日提交的申请号为61/942,516，以及2014年12月5日提交的申请号为62/088,380的美国临时申请的优先权。上述在先申请各自在此通过参考引用纳入本文。

背景技术

基质金属蛋白酶(MMPs)是一组分裂细胞外基质成分的26种内切蛋白酶。MMPs以它们的不活跃发酵菌的形式存在，需要通过对前导区的半胱氨酸残基和催化域的锌原子之间的配合物进行分裂而活化。MMP的活性主要是由被称为金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)的内源性抑制剂进行介导。MMPs在多种过程中起作用，包括细胞的死亡、分化、增殖，细胞信号和迁移，血管生成，伤口愈合和组织重构。当MMPs的活动性不平衡或者不受控制时，MMPs就可能在诸如肿瘤转移和炎症的病理过程中发挥重要作用。MMPs还可能在中枢神经系统(CNS)的发展和修复以及在许多神经系统疾病的病理过程中发生作用。

通过对晚期癌症患者的临床试验中广谱MMP抑制剂的评估，许多研究暗示癌症病理中的MMPs。用来测试的化合物带有螯合到锌的异羟肟酸基团，由此，抑制MMPs以及常常还有其它的锌依赖的广泛的酶。具有这些广谱MMP抑制剂的临床试验未能延长存活。此外，还观察到有毒副作用，例如肌肉骨骼疼痛和炎症。这种毒性被归因于抑制剂的选择性较差。还有，广谱MMP抑制剂用到临床试验而没有充分的目标评估。现在认识到，有些MMPs对肿瘤进展和转移是至关重要的，但其它的则具有宿主保护功能。因此，MMPs的宽泛抑制策略是有问题的。大量研究表明神经状况可能受益于MMP抑制剂，但是需要具有选择性的MMP抑制剂。这是至关重要的，因为不同的MMPs协调不同的角色。有些提供合适的疾病修复功能，但是其它的则会促进神经方面疾病的有害病理后果。

经过充分研究的MMPs的子群是明胶酶类：MMP-2(明胶酶A)和MMP-9(明胶酶B)。ProMMP-2结构性地存在并且被MMP-14激活，而MMP-9被诱导并且被MMP-3和胞浆素或者在氧化应激条件下激活。明胶酶类，尤其是MMP-9，在许多神经性疾病中出现血脑屏障(BBB)破坏的许多CNS病理条件下扮演角色。脑缺血后，MMP-2的激活导致BBB的破坏，接着是再灌注后对BBB的第二波伤害，这是由MMP-9介导的。

采用选择性明胶酶抑制剂SB-3CT(化合物1)的治疗从蛋白酶解挽救层粘蛋白和从短暂性局灶脑缺血之后的细胞凋亡挽救神经元，以及防止神经脉管发生栓塞性局灶脑缺血。在创伤性脑损伤后还观察到BBB的破坏，其被归因于MMP-9和水通道蛋白-4(AQP4)。采用化合物1对MMP-9的选择性抑制降低小鼠由于严重创伤性脑损伤造成的二次损害。在表达导致肌萎缩性脊髓侧索硬化症的突变超氧化物歧化酶(SOD1)的小鼠中，通过基因消融、病毒基因疗法或采用四肽基异羟肟酸FN-439的化学抑制作用使得MMP-9减少，延迟肌肉失神经，表明MMP-9对运动神经元退化起主要作用。脊髓受到损伤后，腰髓中升高的MMP-9导致小鼠运动再学习的失效而MMP-9的去除降低腰髓中的炎症从而改善复苏。

MMP-9在癫痫中也扮演角色。在戊四唑诱导的癫痫中，癫痫发作的敏感性在缺乏MMP-9基因的小鼠中降低，而在过度表达MMP-9的大鼠中增高，并且MMP-9的不足减少痉挛。MMP-9大大有助于在大脑发育过程中匹鲁卡品诱导的痉挛之后的细胞死亡。采用广谱MMP抑制剂GM6001的治疗在未成熟大鼠的匹鲁卡品诱导的痉挛以及，在脑损伤后的病理生理学过程中能够减轻细胞死亡。MMP-1、MMP-3和MMP-9牵涉到西尼罗河病毒性脑炎中的BBB破坏。采用广谱MMP抑制剂GM6001的治疗能够逆转西尼罗河病毒诱导的BBB破坏。这些研究表明明胶酶类牵涉到CNS的各种病理生理过程。因此，很需要能够穿过BBB的具有选择性和有效的明胶酶类抑制剂。

针对CNS疾病的疗法的开发要求药物被输送到靶位，即脑部。然而，BBB对于CNB活性的小分子疗法的开发是主要的挑战，构成阻止药物从血液输送到CNS的物理障碍。小分子通过脂类介导的传输作用被输送穿过BBB，如果它们具有小于400Da的分子量和/或高的脂溶性。在实践中，非常少量的药物对于CNS疾病符合这些标准。这是由于药物的水溶性是影响药物吸收、分布、代谢和分泌的重要物理性质，以及化合物是否可以能够以在高通量的方式进行筛选。虽然人们推测亲脂性小分子可以穿越BBB，然而超过98％的小分子药物不能穿过BBB。水溶性药物可以通过阻断形成氢键的功能团来进行脂化。例如，海洛因到吗啡中的两个羟基的乙酰化能够使BBB穿透增加100倍。然而，很少CNS药物是通过水溶性药物开发的，由于官能团通常是体内代谢的。另外，水溶性药物可能被化学改性以增加载体介导的BBB转运体的亲和力。

不仅CNS药物必须穿过BBB，而且它还必须在脑中达到治疗浓度并且从脑中清除，使得药物不会由于累积而引起CNS副作用。由此，CNS药物在开发中具有最高的损耗率。因此，迫切需要能够穿过BBB、在脑中达到治疗浓度并且可以从脑中清除的新的明胶酶抑制剂，以改善当前的疗法。

发明内容

本发明提供了能穿过血脑屏障的选择性水溶性和缓慢结合基质金属蛋白酶抑制剂。所述基质金属蛋白酶抑制剂可以是选择性的MMP-2和MMP-9的抑制剂。这些抑制剂可用于治疗神经系统疾病和癌症，以及促进伤口的愈合。

相应的，本发明提供了化学式I的化合物：

或其盐；其中

R¹是-CH₂-NHR^a，其中R^a是氢或(C₁-C₆)酰基、-NH-C(＝NH)-NH₂；或

J是硫或氧；

G、T和Q各自独立地是氢、(C₁-C₆)烷基或-CN；

每个R²独立地是氢、OH、(C₁-C₆)烷基、(C₁-C₆)烷氧基，(C₁-C₆)酰基，(C₁-C₆)烷酰氧基、芳基、杂芳基、羧基、氰基、硝基、卤代基、三氟甲基、三氟甲氧基、SR^z、SO₂N(R^z)₂、NR^zR^z或COOR^z；其中每个R^z独立地是氢、(C₁-C₆)烷基、(C₁-C₆)酰基、(C₁-C₆)芳酰基、芳基、芳基(C₁-C₆)烷基、杂芳基、杂芳基(C₁-C₆)烷基，或可选择的氮保护基团当R^z与氮原子共价成键时；以及

每个n独立地是0，1，2，3或4。

R¹的一个例子为-CH₂-NHR^a。

R^a的一个具体例子为氢。

R^a的另一个具体例子为-C(＝O)CH₃(乙酰基)。

R¹的一个例子为-NH-C(＝NH)-NH₂。

R¹的另一个具体例子为

在一些实施方式中，R¹位于相对于与R¹连接的苯基的氧的对位。不同的R¹基团可以是位于相对于化学式I中苯氧基部分的邻位、间位或对位。在一些具体实施方式中，R¹是位于相对于化学式I中苯氧基部分的间位或对位。

J的一个具体例子为硫。J的另一个具体例子为氧。在一个实施例中，G、T和Q各自独立地为氢。

在另一种实施方式中，化学式I的化合物为化学式II的化合物：

其中R¹、R²、n和J是由化学式I所定义的。

在另一个实施方式中，化学式I或II的化合物为：

或它们的药学上可接受的盐。

本发明进一步提供了含有化学式I或II的、与药学上可接受的稀释剂、赋形体或载体结合的组合物。该药物组合物可配制成可以静脉的、皮下的、心内的、肌肉的、心脏内的、腹膜内的或局部的给药。

本文所述的化合物可以是MMP-2、MMP-9、MMP-14或其组合物的选择性抑制剂。例如，所述化合物能够抑制MMP-2并且具有的K_i值小于约3μM。在一些实施方式中，所述化合物能够抑制MMP-9并且具有的K_i值小于约20μM。

本发明还提供了一种抑制MMP-2or MMP-9的方法，包括使含有MMP-2和MMP-9的组合物与化学式I的化合物相接触，从而抑制明胶酶酶活性。

在一些实施方式中，所述化合物的水溶度可以为至少约2.5、至少约5、至少约7.5、至少约10、至少约12.5、至少约15、至少约20、至少约25、至少约30或至少约40mg/mL。在一些实施方式中，所述化合物的水溶度可以为至少2、4、5、10、20、25或30mM。在另外一些实施方式中，所述化合物的水溶度比SB-3CT的水溶度2.45μg/mL高至少约400倍、至少约4000倍或至少约5000倍。

本发明进一步提供了使用文中所述的化合物，例如化学式I的化合物，进行诊断和治疗的方法。因此，在一种实施方式中，本发明提供了选择性抑制明胶酶的方法，包括使明胶酶与本文所述化合物相接触，从而抑制明胶酶的中酶活性。在一些实施方式中，在MMP-8存在的情况下，对MMP-2的抑制作用是选择性的。在一些实施方式中，在MMP-8存在的情况下，对MMP-9的抑制作用是选择性的。在一些实施方式中，在MMP-9和MMP-14都存在的情况下，对MMP-2的抑制作用是选择性的。

在一些实施方式中，所述化合物是MMP-2、MMP-9和MMP-14的纳摩尔缓慢结合抑制剂，并且在非竞争的方式下很少抑制MMP-8。在其他实施方式中，所述化合物抑制MMP-2、MMP-8、MMP-9和MMP-14。在各种实施方式中，所述化合物在浓度为小于0.7μM时抑制MMP-2。在进一步的实施方式中，所述化合物不抑制MMP-1、MMP-3、MMP-7、ADAM9和ADAM10。

本发明还提供了一种治疗神经病症的方法，包括对患有神经病症的患者施用有效量的本文所述的化合物，其对治疗所述神经病症是有效的，从而减轻或减少病症的症状。所述神经病症可以是一种或多种本文所述的神经病症。

本发明还提供了一种治疗癌症的方法，包括对患有癌症的患者施用有效量的本文所述的化合物，其对癌症治疗是有效的，从而杀死癌细胞、抑制癌细胞的增殖或减轻癌症的症状。所述癌症可以是一种或多种本文所述的癌症。

本发明还提供了一种治疗患有伤口的患者的方法，包括对患有伤口的患者施加有效量的本文所述的化合物，其对增强伤口相邻组织的上皮再形成是有效的。所述伤口可以是慢性伤口、糖尿病伤口和/或本文所述的其它类型的伤口。

本发明还提供了一种对患有创伤性脑损伤的患者的方法，包括对患有创伤性脑损伤的患者施用有效量的化合物本文所述的化合物，其对治疗创伤性脑损伤是有效的，从而减轻创伤性脑损伤的症状。

在一种具体实施方式中，本发明提供了一种对需要治疗的患者治疗创伤性脑损伤的方法，包括对所述患者施用有效量的化学式I的化合物。在一些实施方式中，所述化学式I的化合物是化学式II的化合物。在一种具体的实施方式中，所述化合物为ND-336或ND-378：

或其医学上可接受的盐。

在另一种具体实施方式中，本发明提供了一种对需要治疗的患者治疗糖尿病伤口的方法，包括对所述患者施用有效量的化学式I的化合物。在一些实施方式中，所述化学式I的化合物是化学式II的化合物。在一种具体实施方式中，所述化合物为ND-336或ND-378：

或其医学上可接受的盐。

因此，本发明提供了本文所述化合物和组合物用于药物疗法中的应用。所述药物疗法可以治疗癌症，例如，乳腺癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌或结肠癌。所述药物疗法也可以是治疗创伤性脑损伤或促进伤口的愈合的疗法。本发明还提供了利用本文所述的化合物和组合物来制备药物的用途，用于治疗哺乳动物的病症或疾病，例如人类的癌症。所述药物可包括药学上可接受的稀释剂、赋形剂和载体。

因此，本发明还提供了一种治疗由基质金属蛋白酶(MMP)调节的疾病或病症的方法，包括对需要治疗的患者施用本文所述化学式的化合物，从而治疗所述疾病或病症。所述基质金属蛋白酶(MMP)可以是明胶酶(例如MMP-2、MMP-9或MMP-13)、胶原酶、基质分解素(stromelysin)、MMP-23、MMP-19或基质溶解因子(matrilysin)，并且基质金属蛋白酶的活性可以被明显抑制。

当本发明的化合物、组合物或方法被用来抑制MMPs时，对于一种类型的MMP的抑制作用相对于其它的一种或多种来说是有选择性的。在一些实施方式中，一种化合物可以选择性地抑制MMP-2、MMP-9和/或MMP-14。抑制作用的方式还可以是对于k_on和k_off参数来说的缓慢结合抑制作用。因此，调节基质金属蛋白酶或抑制基质金属蛋白酶的作用包括选择性地抑制基质金属蛋白酶，例如MMP-2、MMP-9和/或MMP-14，而其他明胶酶类，例如MMP-1、MMP-3和/或MMP-7不被抑制。

所述疾病和病症可以包含本文所列举的任何疾病、失调或病症，包括但不限于，癌症、中风，慢性伤口、眼科疾病、脑外伤、脊髓损伤、蛛网膜下腔出血、肺结核、哮喘、青光眼、视网膜缺血、缺血性视神经病变、黄斑变性、影响高同型半胱氨酸血症、惊厥、疼痛、动脉瘤、抑郁症、焦虑症、精神分裂症、肌痉挛、偏头痛、呕吐、脑水肿、迟发性运动障碍、AIDS引起的痴呆、眼部损伤、视网膜病变、认知障碍或与HIV感染相关的神经元损伤，或明胶酶介导的神经退行性疾病包括癫痫、阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏症、帕金森氏症、多发性硬化或肌萎缩侧索硬化，或它们的组合。

在一些实施方式中，所述病症是缺血性中风或出血性中风。在另外的实施方式中，所述病症是神经失调或眼科疾病。所述神经失调或眼科疾病可以是由创伤、缺血或缺氧病症中的至少一种所引起。所述神经失调可以是神经退行性疾病。在一些实施方式中，所述疾病、失调或病症可以是由疼痛性神经病变、神经性疼痛、糖尿病周围神经病变、抑郁、焦虑、运动障碍、迟发性运动障碍、破坏血脑屏障的脑感染、脑膜炎、脑膜脑炎、低血糖、脑缺血(中风)、心脏骤停、脊髓损伤、头部创伤、围产期缺氧或低血糖神经元损伤中的至少一种所引起。

以本文所述化合物的给药可以与溶栓剂给药相结合来进行。溶栓剂可以是，例如，组织型纤溶酶原激活剂(tPA)。

因此，本发明提供了新的化学式I的化合物、其合成中间体，以及制备这些化合物的方法。本发明还提供了可用于其它有用化合物的中间体的合成、本文所述化学式的化合物。本发明进一步提供了化学式I化合物在制备药物中的用途，用于治疗由基质金属蛋白酶调节的各种病症，例如哺乳动物的中风。

另外，本发明提供了本文所述的化合物和组合物，用于医学疗法的。因此，本发明提供了本文所述的化合物的用途，用于制备治疗由基质金属蛋白酶(MMP)调节的疾病或病症。所述药物可以包括生理学上可接受的稀释剂或载体。所述医学疗法可以是治疗神经失调或癌症，例如乳腺癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌或结肠癌。还可采用这种疗法治疗下文所述的其它的疾病、失调和病症。本发明还提供了本文所述的化合物或组合物用于制备药物，用于治疗这些病症，例如哺乳动物(比如人)的病症。

附图说明

以下附图是说明书的构成部分，用来对本发明的某些实施方式或者多个方面作进一步的说明。在某些情况下，本发明的实施方式可以通过参照附图与本文中的详细描述相结合得到更好的理解。文字描述和相关的附图可能会对一些具体实施例或者本发明的一些方面进行突出说明。当然，本领域技术人员都能理解，本发明的实施例或者方面的部分可以被用来和其他实施例或发明的其他部分相结合。

图1.环硫乙烷类似物对接至MMP-2催化位点的立体图。抑制剂在棍棒模型中表示，其中浅灰色为碳，蓝色为氮，红色为氧和黄色为硫。相关的环氨基酸残基在棍棒模型中表示，其中紫色为碳。锌离子显示为灰色球状。为蛋白质残基生成的Connolly表面不包括在环区内覆盖空腔的部分。抑制剂和蛋白质之间的氢键被表示为黑色虚线。(A)MMP-2的S1’位点可接纳抑制剂4端环的大体积取代基。(B)抑制剂6，没有空间位阻，可以与MMP-2环残基的骨架羰基氧原子形成良好的氢键。其他MMPs中的更大体积的残基的部分，MMP-9的Arg424以及MMP-14的Gln262和和Met264，位于靠近环的5点钟位置。

图2.在对小鼠以5mg/kg单静脉剂量给药后，(A)化合物4、(B)化合物5、(C)化合物6和(D)化合物7在小鼠血浆和脑内的浓度-时间曲线。浓度在血浆中计量单位为μM(三角形数据点符号)，在脑组织中计量单位为pmol·min/mg(方块数据点符号)。x-轴为时间(分钟)。

图3.有关糖尿病伤口愈合的小鼠模型实验数据表明，ND-336的疗效明显好于ND-322。左列＝赋形剂；左数第二列＝ND-322；右数第二列＝ND-336；右列＝ND-380。

图4.图中显示存在对照剂(赋形剂)、ND-322、ND-336和ND-380时的上皮再形成。

图5.示意图显示，化合物ND-336，ND-378，4和7，穿过BBB并在脑中达到治疗浓度。

图6.凝胶实验表明，有MMP-9存在时ND-336能防止tau的切割。

图7.MMP-2的抑制对糖尿病(db/db)小鼠的伤口愈合没有效果。异氟烷麻醉状态下，在小鼠胸背部的皮肤上给予单次8-mm打孔活体组织损伤。一天以后，伤口用MMP-2抑制剂(0.25mg/伤口/天)或者赋形剂(20％DMSO/80％丙二醇)进行处理。(a)db/db小鼠使用MMP-2抑制剂或赋形剂治疗后的伤口愈合。平均值±SD；n＝12，6和6分别在第7，10和14天。(b)分别用赋形剂处理和MMP-2抑制剂处理的小鼠的典型伤口图像。两组之间没有观察到差异。(c)在第14天时经苏木精和伊红(H&E)染色后的典型伤口。上皮再形成由黑色线条显示。刻度条为50μm。

图8.MMP-9的消融促进伤口愈合。以150mg/kg剂量腹腔内给药链脲佐菌素诱导糖尿病，并通过测量空腹血糖值＞300mg/dL证实。两周后形成伤口。(a)MMP-9剔除和野生型链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠的伤口愈合。平均值±SD；n＝14和7，分别在第7和14天；*p＜0.05表明在伤口愈合中，MMP-9剔除和野生型链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠之间存在显著的统计学意义上的差异。(b)典型伤口图像(左图，比例都相同，第7天)和H&E染色(右图，第14天)。上皮再形成由黑色线条显示。(c)原位明胶酶谱，采用荧光底物DQ-凝胶(DQ-明胶，左侧图块中的绿色)以及结合由DAPI染色的核DNA(右侧图块中的蓝色)；图块(c)和(d)的刻度条为50μm。荧光强度的显著降低(左下)证实了MMP-9剔除小鼠的伤口中的明胶酶活性减弱。

图9.使用外源性补充MMP-8的局部处理能加速糖尿病(db/db)小鼠的伤口愈合，并可以结合本文所述的化合物以使用本文所述的方法。异氟烷麻醉状态下，在小鼠胸背部的皮肤上给予单次8mm打孔活体组织损伤。伤口用MMP-8(1μg/伤口/天)或者赋形剂(盐水)进行处理。(a)使用MMP-8或者盐水进行处理的db/db小鼠的伤口愈合。平均值±SD；n＝12、6和6分别在第7、10和14天；*p＜0.05和#p＜0.01表明在伤口愈合中，MMP-8治疗和赋形剂治疗糖尿病小鼠之间存在统计学意义上的显著差异。(b)典型伤口图像(左，比例都相同)和H&E染色(右，第14天)。上皮再形成由黑色线显示。(c)使用MMP荧光底物DQ-col I(DQ-明胶，左侧图块中的绿色)与结合有由DAPI染色的核DNA(右侧图块中的蓝色)的原位明胶酶谱。图表b和c中的刻度条为50μm。荧光强度的增强(左下)证实了使用MMP-8局部处理增强了伤口中MMP-8的活性。

图10.凝胶表明小家鼠MMP-8的纯化。

详细说明

本发明可以通过参考下面的描述，包括下面的术语解释和后续的实施例，得到更好的理解。为简洁起见，本说明书所引述的出版物，包括专利，在此以参考引用的方式纳入本文。本文引述了某些权利要求项所述的发明内容，有的实例通过所附的结构和分子式进行了描述。虽然本文对示例性的发明内容进行了描述，但是应当理解，示例性的描述不是用来对权利要求书进行限制。相反的，本发明的内容是用来覆盖所有的替代、修改和等同方案，其可能包括在本文所公开、由权利要求书所定义的技术内容的范围之内。

明胶酶类(基质金属蛋白酶2和9)在多种神经系统疾病的病理学中起着重要的作用。神经系统疾病治疗开发的一个主要挑战就是＞98％的小分子药物无法穿过血脑屏障且在脑中达到治疗浓度。SB-3CT(化合物1)是明胶酶类的有效的选择性慢结合抑制剂，其在神经系统疾病的动物模型中显示出效力。然而，SB-3CT的水溶性差。

我们合成并评价了p-氨甲基恶二唑(4)，p-氨甲基(5，ND-336)，p-乙酰氨甲基(6，ND-378)，and p-胍基(7)作为对化合物1的改进。这些化合物的水溶性比化合物I的高10至14,000倍，且保留了对MMP-2的慢结合抑制作用，同时能穿过BBB。p-乙酰氨甲基类似物(化合物6)是MMP-2的选择性纳摩尔慢结合抑制剂，不会抑制密切相关的MMP-9或MMP-14。由于化合物6从靶标MMP-2的缓慢解离(化合物6结合到MMP-2的停留时间为18.2±0.4min)，导致其对MMP-2的持续抑制作用，即使当化合物6的浓度降至低于Ki值时。这种抑制剂是干预治疗和研究MMP-2在神经系统疾病中所起作用的有用工具。p-氨甲基衍生物(化合物5)是MMP-2、MMP-9和MMP-14的水溶性纳摩缓慢结合抑制剂，对这些酶类的抑制作用的停留时间比结合到MMP-9的那些金属蛋白酶1或2(TIMP-1或TIMP-2)的组织抑制剂的停留时间要长6至7倍，而这些蛋白抑制剂逐步成为用于MMPs的调控。

定义

以下的定义被用来对本说明书和权利要求书提供明确和一致的理解。如本文所使用的，所引用的术语具有以下的含义。本说明书中所使用到的所有其他措词和术语具有本领域技术人员能够理解的普通含义。所述普通含义可以参考技术辞典获得，例如Hawley’sCondensed Chemical Dictionary 14^th>

本说明书中对“一种实施方式”、“实施方式”等等的引述，表明所描述的实施方式可以包括特定的方面、特征、结构、部分或特征，但不是所有实施方式都必须包含那些特定的方面、特征、结构、部分或特征。此外，这样的术语可以但不必须是指本说明书其他部分所提及的相同的实施方式。进一步的，当特定的方面、特征、结构、部分或特征被描述为与某个实施方式相关，在本领域技术人员的知识范围以内，应该能够理解将这种特定的方面、特征、结构、部分或特征和其他的实施方式相关联，无论是否明言表述。

单数形式的冠词″a，″″an″和″the″包括复数含义，除非上下文存在明确的不同阐述。因此，例如，“化合物”可以是指包括多个这样的化合物，从而化合物X包括多个的化合物X。进一步值得注意的是，权利要求书可能被撰写为排除任何可选元素。因此，本声明旨在作为排除性术语使用的前置基础，例如″单独(solely)″、″仅仅(only)″等术语，与本文所描述的任何元素相关联和/或作为对权利要求所述要素的限定或者用作“负面”限制。

术语“和/或”意味着所涉及项目的任意一个，所述项目的任意组合，或者涉及的所有项目。词组“一个或多个”和“至少一个”对本领域技术人员很容易理解，尤其是根据其上下文的理解。例如，所述词组可以表示一，二，三，四，五，六，十，100，或者比所引述下限高出大约10，100或1000倍的任何上限。例如，苯环上一个或多个取代基指的是比如一至五，或者，一至四如果所述苯环是双取代的。

术语“约”可以是指特定值具有±5％，±10％，±20％或±25％的变化。例如，“约50％”在一些实施方式中可以是从45至55％的变量。针对整数范围，术语“约”可以包括所述整数范围的每个端点均可大出和/或减小一个或二个整数。除非在本文中另有表明，术语“约”是用来包括接近所引述范围的等同值，例如重量百分比，比如单独成分、组合物或者实施例在功能性上等同。术语“约”还可以描述所引述范围的端点，如本段前文所述。

如本领域技术人员所能理解的，包括表达成分、诸如分子重量的特性、反应条件等等的数量都是近似值并且应当被理解为在所有情况下都可以选择性地采用术语“大约”进行修饰。这些数值，根据由本领域技术人员依照本文描述的教示想要获得的特性，是可以变化的。还应理解，这些数值固有地还包含在其各自测定中带有的标准偏差会引起的变化性。

本领域技术人员应当可以理解，无论为了什么目的，特别是为了提供书面说明，本文所述的范围还包括任何一个和所有可能的子范围及其组合，以及构成所述范围的单独数值，特别是整数值。所引述的范围(例如，重量百分比或碳基团)包含该范围内的每一个特定值、整数、小数或特征值。任意一个列举的范围可被容易地理解为能够充分描述并且能够使得相同范围被分开成至少均等的两份，三分之一，四分之一，五分之一或者十分之一。作为非限制性的举例，本文所讨论的每一个范围都能轻易地分解为下部三分之一，中部三分之一和上部三分之一，等等。本领域技术人员还应当可以理解，所有的语言表述，例如″可达(up to)″，″至少(at least)″，″大于(greater than)″，″小于(less than)″，″多于(morethan)″，″或更多(or more)″，等等，包含被引述的数字，并且这种表述可指能够被随之分解成前述范围的子范围。同样的，文中所有引述的任何比值也包含在较宽比值之内的所有亚比值。相应的，为自由基、取代基和范围所引述的具体值仅仅是作为说明；它们并不排除用于描述自由基和取代基的其他定义值或者定义范围内的其他值。

本领域技术人员应当能够很容易认识到，在一些元素被按照通常的方式，比如Markush群组，组合在一起的情形，本发明内容不仅包括作为整体的整个群组，还包括所述群组中的各个元素以及所述主群组的所有可能子群组。此外，无论为了什么目的，本发明内容不仅包括主群组，还包括所述主群组减去任何一个或多个元素的组合。因此，本发明内容可以设想明确排除所引述群组的任何一个或多个元素。相应的，对于本文公开的类别或实施方式可以附加限制条件，由此，从所述的类别或实施方式可以排除任何一个或多个所列举的元素、种类或实施例，例如，用于明示负面限定的场合。

术语“烷基”是指链上具有1至约20个碳原子的直链或支链烷基。例如，所述烷基可以是(C₁-C₂₀)烷基，(C₁-C₁₂)烷基，(C₁-C₈)烷基，(C₁-C₆)烷基或(C₁-C₄)烷基。烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、异己基，以及根据本领域的通常技术和本文所提供的教示可以想到与上述任何实例等同的基团。所述烷基可以是选择性地被取代的或未被取代的，以及例如在烯基中选择性地部分不饱和。

术语“烯基”是指链上具有2至20个碳原子的直链或支链烯基。(所述烯基的双键是由两个sp2杂化的碳原子形成)。示例性的烯基包括C₁-C₁₂烯基，例如丙-2-烯基、丁-2-烯基，丁-3-烯基、2-甲基丙-2-烯基、己-2-烯基，以及根据本领域的通常技术和本文所提供的教示可以想到与上述任何实例等同的基团。烯基可以是选择性地被取代或未被取代。

术语“环烷基”是指饱和的或部分饱和的、单环、稠合多环或螺旋多环的碳环，每个碳环上含有3至12个环原子，并且可以是选择性被取代或未被取代的。在一些实施方式中，烷基可以是指包括环结构的环烷基。这种烷基包括(环烷基)-烷基基团。环烷基的示例性实例包括以下适当部位键接的基团：

其中所述环烷基可被连接于任何氢原子的位置。

“杂环基”或“环烷基”的基团是指饱和的或部分饱和的单环的，或稠合、桥接或螺环多环的环结构，并且每个环结构上含有3至12个选自碳原子和可达3个氮、氧和硫的杂原子的环原子。所述环结构可以选择性地包括在碳或硫环单元上可达2个氧代基，并且可以是选择性被取代的或者未被取代的。所述杂环基的示例性实例包括以下适当部位键接的基团：

其中所述杂环基团可被连接在任何氢原子的位置。

本文所用术语“芳基”是指从母芳香环系统的单个碳原子上中去除至少一个氢原子的芳香烃基团。基团的连接部位可以是在母环系统的饱和的或不饱和的碳原子上。所述芳基可以具有6至30个碳原子，例如，大约6至14个碳原子，大约6至13个碳原子或大约6至10个碳原子。所述芳基可以有单环(例如苯基)或多个融合(稠合)环，其中至少一个环是芳烃的(例如萘基、二氢菲基、芴基或蒽基)。典型的芳基包括，但不限于，源自于苯、萘、蒽、联苯等的基团。所述芳基可以是未被取代的或选择性被取代的。

本文所用术语“杂芳基”是指单环、稠合双环，或稠合多环的芳香杂环(环结构上具有选自于碳原子和可达4个氮、氧和硫的杂原子)，其中每个杂环上含有3至12个环原子。所述杂芳基可以是未被取代的或选择性被取代的。杂芳基的示例性实例包括以下适当部位键接的基团：

其中所述杂芳基可被连接在任何氢原子的位置。

本领域技术人员应该认识到上述所列举或显示的环烷基、杂环基和杂芳基不是穷举的，因而，属于这些术语定义范围的其它基团也可被选择。

本文所用术语“杂合基团(Het)”是指包含1、2或3个选自氧、硫、磷或氮杂原子的5或6元杂环，其中所述环可选择地包括一个或两个不饱和部位，并且所述环是可选择地被1、2或3个桥氧、卤代基、硝基，或甲基所取代。所述杂合基团可以是杂环基或杂芳基。实例包含恶二唑类，噻二唑类，恶唑类，噻唑类，二嗪类，三唑类和四唑类。在一种实施方式中，杂合基团特别是指1，3，4-恶二唑类，1，2，4-恶二唑类，同分异构的1，2，4-恶二唑类，四唑类，1，3，4-噻二唑类，恶唑类，1，2-二嗪类，三唑类和1，3，4-三唑类。在另一种具体的实施方式中，杂合基团特指1，2-二嗪，噻唑，2，4-恶二唑，1，3，4-噻二唑，1，3，4-三唑或四唑。在再一种实施方式中，杂合基团特别是指1，2，4-二唑或1，3，4-噻二唑。在其他实施方式中，杂合基团可以指5元杂环，其中所述环包含独立地选自于O、S、P和N的三个杂原子。在某些实施方式中，至少有两个杂原子是N。在某些实施方式中，至少有两个杂原子是O。在另外的其他实施方式中，杂合基团特指选自于1，3，4-恶二唑类，1，2，4-恶二唑类，同分异构的1，2，4-恶二唑类，四唑类，1，3，4-噻二唑类，恶唑类，1，2-二嗪类，噻唑类和1，3，4-三唑类的任何1，2，3，4，5，6，7，或8个基团。

术语“卤素(halogen)”是指氯、氟、溴或碘。术语“卤代基(halo)”是指氯代基、氟代基、溴代基或碘代基。

对于本文所描述的任何基团或“取代基”，每个可以进一步包括一个或者多个(例如，1，2，3，4，5，或6个)取代基。应当可以理解，这些基团不包括任何空间上不合实际和/或合成上不可行的取代基团或取代方式。

术语“被取代的”是指特定的基团或片段可以带有一个或多个(例如，1，2，3，4，5或6个)取代基。术语“未被取代的”是指特定的基团不带有取代基。术语“可选择被取代的”是指特定的基团未被取代或被一个或多个取代基所取代。当术语“被取代的”用来描述一个结构系统，取代是指发生在系统中任何化合价允许的位置。如果一个特定片段或基团未明确指出被任何特定取代基是可选择被取代或被取代，应当理解这种片段或基团在某些实施方式中是未被取代的，但在其他实施方式中是可以被取代的。合适的取代基包括，例如，烷基、烯基、炔基、烷氧基、卤代基、卤代烷基、羟基、羟烷基、芳基、芳酰基、杂芳基、杂环基、环烷基、烷酰基、烷氧羰基、氨基、烷氨基、二烷氨基、三氟甲硫基、二氟甲基、酰胺基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、羧基、羧基、酮基、烷硫基、烷基亚磺酰基、烷基磺酰基，芳基亚磺酰基，芳基磺酰基，杂芳基亚磺酰基，杂芳基磺酰基，杂环亚磺酰基，杂环磺酰基、磷酸根、硫酸根、羟胺基、羟(烷基)胺和/或氰基。在某些实施方式中，上述基团中的任意一个取代基都可以被包括在或被排除于一个可变体或一组取代基。

本文所述化合物中所选择的取代基能够以递归的方式出现。由此，“递归取代基”是指一个取代基可以引用另一个的自己本身。由于这些取代基的递归性质，理论上讲，在任何给定的权利要求中会有大量情况出现。药物化学和有机化学领域技术人员应该理解，这样取代基的总数是合理地受限于预期化合物的所需特性。所述特性包括，作为实例但不限于，诸如分子量、溶解度或压强的物理特性，诸如对于期望靶标活性的应用特性以及诸如易于合成的实用特性。在一些实施方式中，取代作用将形成一种化合物，其分子量小于约1200Da、小于约1000Da、小于约900Da、小于约800Da、小于约750Da、小于约700Da、小于约650Da、小于约600Da、小于约500D或小于约400Da。

递归取代基是本发明的一个预期方面。药物化学和有机化学领域技术人员应该理解这种取代基的多功能性。至于在一种实施方式中所出现递归取代基的程度，其总数可按照前文所述的来确定。

以下所列出的取代基(即基团)和范围的具体涵义仅用来说明。它们不排除对于取代基的其他定义的涵义或定义范围内的其他涵义。

具体来说，(C₁-C₆)烷基可以是，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基、3-戊基或己基；

(C₁-C₆)烷氧基可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、戊氧基、3-戊氧基或己氧基；

(C₂-C₆)烯基可以是乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-异丁烯基、3-仲丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基或5-己烯基；

(C₂-C₆)炔基可以是乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-异丁炔基、3-仲丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、2-己炔基、3-己炔基、4-己炔基或5-己炔基；

(C₁-C₆)酰基可以是乙酰基、丙酰基或丁酰基；

(C₂-C₆)酰氧基可以是乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、戊酰氧基或己酰氧基；

(C₃-C₈)环烷基可以是环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或环辛基；

芳基可以是苯基、茚基、5，6，7，8-四氢萘酚基或萘酚基；和

双环芳基可以是茚基或萘酚基。

杂合基团(Het)可以是杂芳基、单环杂芳基、双环杂芳基或非芳族杂环基。杂芳基可以是呋喃基、咪唑基、四唑基、吡啶基(或其N-氧化物)、噻吩基、嘧啶基(或其N-氧化物)、吲哚基或喹啉(或其N-氧化物)；单环杂芳基可以是呋喃基、咪唑基、三唑基、三嗪基、恶唑基、异恶唑基、噻唑基、异噻唑基、吡唑基、吡咯基、吡嗪基、四唑基、吡啶基(或其N-氧化物)、噻吩基、嘧啶基(或vN-氧化物)；双环杂芳基可以是喹啉基(或其N-氧化物)；双环芳基可以是十氢喹啉基或萘烷基(顺式或反式)。杂合基团可以任选的包括，例如，1个或2个未被取代的位置，环可以任选的被1，2，3或4个取代基取代，例如，桥氧、卤代基、硝基或甲基。

本文给出的任何化学式是用来表示具有用结构式及某些变体或形式描述之结构的化合物。特别是，文中给出任何化学式的化合物，均可能具有非对称中心，因此以不同的对映体和/或非对映异体的形式存在。所有化学式的化合物的光学异构体和立体异构体，以及它们的混合物，被认为是在所述化学式的范围之内。因此，文中给出的任何化学式是用来代表外消旋体、一种或多种对映体形式、一种或多种非对映异构体形式、一种或多种阻旋异构体形式和/或它们的混合物。此外，文中给出的任何化学式包含水合物、溶剂化物、这些化合物的多晶型，以及它们的混合物。

本发明还具体包括外消旋的、呈比例的、R和S混合物，并且形成于化学式A、化学式1和与它们相关的化学式的化合物的环硫乙烷结构部位。因此，在一些实施方式中，环硫乙烷手性中心的立体化学是具有R构型，而在一些实施方式中，环硫乙烷手性中心的立体化学是具有S构型。两种构型的化合物都能有效抑制MMPs。

本文中给出的任何化学式也用于表示无标记以及同位素标记的化合物的形式。同位素标记的化合物具有本文所描述过的化学式结构，只是有一个或多个原子被具有选定的原子质量或质量数的原子所取代。可以结合到本发明化合物的同位素的例子包括氢、碳、氮、氧、磷、氟和氯的同位素、分别如²H，³H，¹¹C，¹³C，¹⁴C，¹⁵N，¹⁸O，¹⁷O，³¹P，³²P，³⁵S，¹⁸F，³⁶Cl，¹²⁵I。

所述同位素标记化合物对于代谢研究(优选采用¹⁴C)，反应动力学研究(例如采用²H或³H)，检测或成像技术[例如正电子发射断层扫描(PET)或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)]，包括在药物和基底组织分布分析或患者的放射性治疗中都是有用的。特别的，¹⁸F或¹¹C标记的化合物可能对于PET或SPECT研究是优选的。此外，较重的同位素如氘(即²H)的取代作用可以起到一定的治疗优势从而带来更大的代谢稳定性，例如增加体内半衰期或者降低剂量需求。本发明中的同位素标记的化合物和它们的前药一般可以通过实施下文描述的反应式或实施例和制备方法的步骤进行制备，采用现成的同位素标记试剂取代非同位素标记的试剂。

当提及本文给出的任何化学式时，从可能种类列举中针对特定变量选出特定部分并不意味着对于出现在其他地方的所述变量的所述特定部分的定义进行限制。换言之，当一个变量出现不止一次，从特定列举中对种类的选择是独立于，在其它场合中，针对相同化学式的相同变量或针对不同化学式的相同变量的选择。

化学式I的各种化合物的制备可以方便地利用本文所描述的技术以及本领域技术人员熟知的技术，还包括下述文献记载的技术：美国专利Nos.6,703,415(Mobashery etal.)和7,928,127(Lee et al.)；PCT申请公布No.WO 2011/026107(Mobashery et al.)；和美国申请公布No.2013/0064878(Chang et al.)。

术语“接触(contacting)”是指接触、使接触或使直接或紧密接近的动作，包括在细胞或分子水平上，例如，导致生理反应、化学反应或物理变化，包括在溶液中、在反应混合物中、在体外或体内。

术语“有效量”是指有效地治疗疾病、失调和/或病症，或者造成所述效果的量。例如，有效量可以是有效地减缓所治疗的病症或症状的进展或程度的剂量。对治疗上有效量是在本领域技术人员能力范围内能够方便确定的。术语“有效量”是指包括本文所描述的化合物的量，或本文所描述的化合物的组合的量，比如，是用于针对受试者有效地治疗或预防疾病或失调，或者治疗疾病或失调的症状。因此，“有效量”通常是指能提供预期效果的量。

术语“治疗(treating，treat和treatment)”可以包括(i)防止疾病、病理或医学病症的发生(例如预防)；(ii)抑制疾病、病理或医学病症或阻止它们的发展；(iii)缓解疾病、病理或医学病症；和/或；(iv)减轻与疾病、病理或医学病症相关的症状。因此，术语“治疗”可以扩展到预防用药并且可以包括预防、降低、阻止或逆转所治疗病症或症状的进展或严重程度。因此，术语“治疗”可以适当地包括医治、疗养和/或预防性用药。

术语“抑制(inhibit，“(inhibiting和inhibition)”是指减缓、阻止或逆转疾病、感染、症状或细胞群的生长或进展。抑制作用可以大于约20％，40％，60％，80％，90％，95％或99％，例如，相比于发生在没有治疗或处理的情况下的生长或进展程度。

术语“选择性抑制剂”，在用于涉及MMPs的场合，是指一种抑制剂能够抑制一种MMP的酶的活性，其时还同时存在一种或多种其他的MMPs，例如，就Ki值来说，通常为至少一个量级。获得Ki数据的方法是本技术领域熟知的，并且已被描述于，例如，Brown et al.，J.Amer.Chem.Soc.2000，122(28)，6799-6800及其引用的参考文献。其它有用的分析和技术被描述在U.S.Patent Publication No.2009/0209615(Lipton et al.)，其在此通过参考引用全部纳入本文。

术语“哺乳动物”是指种类超过15000余种的脊椎动物，包括人类，通过自我调节体温、毛发和在雌性中产乳汁的乳房来区分。哺乳动物包括灵长类、人类、啮齿类、狗科、猫科、牛科、绵羊科、马科、猪科、山羊科等。特别是，哺乳动物可以是人。

能穿过血脑屏障的选择性水溶性和缓慢结合的基质金属蛋白酶-2和-9抑制剂

越来越多的证据表明，神经元的损伤和神经元的细胞凋亡在包括急性和慢性神经系统疾病的许多病症和紊乱的发病机制中起作用。这些紊乱包括从急性的中风、头部创伤和癫痫到更多的慢性疾病如亨廷顿病、阿尔茨海默病、HIV相关痴呆症、多发性硬化症和青光眼。在几种这些疾病中起作用的因素是在细胞外基质中基质金属蛋白酶(MMPs)的活化。

MMPs构成主要参与细胞外基质重塑的胞外可溶性或膜结合蛋白酶的族群。在脑中风后，尤其是MMP-9在人体中明显升高，而脑中风在美国是第三大死因。脑中风也是造成长期残疾的主要原因。急性缺血性脑中风，最常见的脑中风形式，是由于脑动脉的血栓导致脑缺氧和脑梗塞引起的。明胶酶类(例如MMP-2和MMP-9)已知是参与到神经细胞死亡、血脑屏障的破坏和出血。FDA获批的唯一用于治疗缺血性脑中风的药物是组织型纤溶酶原激活剂(tPA)，一种血栓溶解剂。tPA必须在脑中风后三个小时内用药，这导致它仅仅适用于少于5％的脑中风患者(CNS Neurol.Disord.Drug Targets2008，7，243-53)。tPA的使用由于严重的副作用而受到限制，其副作用包括神经毒性和溶栓相关的出血性转化、同时tPA禁用于有出血症状或正在服用抗凝血药物的患者。脑中风患者接受tPA治疗后血中显示MMP-9水平升高，证明了tPA能激活MMP-9。此外，最近的报告表明，tPA使MMP-9在脑中的水平上调并且促进基质降解和脑损伤。

因此，治疗脑中风需要新的疗法，要比目前使用的疗法具有较少和/或较轻的副作用。还需要新的明胶酶抑制剂，例如选择性明胶酶抑制剂，要求没有诸如tPa的已知疗法的副作用。

化合物SB-3CT(1)选择性地抑制明胶酶类，通过一种涉及靶标酶类催化的反应之作用的特殊机理，导致缓慢结合和紧密结合抑制作用。这不是金属螯合剂，虽然大部分广谱金属蛋白酶抑制剂是。此外，化合物1不是广泛地抑制锌依赖蛋白酶类，即使是其他密切相关的MMPs。化合物1能被快速吸收并轻易穿过BBB，在脑中达到治疗浓度。然而，化合物1水溶性很低并且被代谢成两种主要代谢产物，一种保持活性而另一种丧失活性。

我们对构效关系的研究揭示了，化合物1中的苯氧基部分的端环耐受取代作用。这些抑制剂之一，称作ND-322(化合物2)，是水溶性的并且选择性地抑制MMP-2和MMP-9，其K_i值分别为24和870nM。当化合物2穿过BBB时，在脑内的含量低于对MMP-9的K_i值，需要对更有效的明胶酶类抑制剂ND-364(化合物3)进行N-乙酰化，从而在脑中达到治疗浓度。

我们在此报道了化合物1、化合物4-7的四种类似物的合成、MMP动力学、水溶性、药代动力学(PK)和大脑渗透。所述化合物相比于1的水溶性显示了10至14,000倍的提高，保持了对MMP-2的慢结合抑制作用特性，并且能穿过BBB。化合物4对于MMP-2比对于MMP-9和MMP-14的效力超过1至2个数量级。p-氨甲基类似物(化合物5)是MMP-2、MMP-9和MMP-14的纳摩尔慢结合抑制剂，且在非竞争性方式下不太抑制MMP-8。p-乙酰氨甲基类似物(化合物6)是MMP-2的选择性纳摩尔慢结合抑制剂，且不抑制密切相关的MMP-9或MMP-14。而p-胍基衍生物(化合物7)是所述系列中最有效的抑制剂，它缺乏选择性且能抑制MMP-2、MMP-8、MMP-9和MMP-14。

MMP抑制作用。我们利用数种MMPs以及相关的在神经系统病症中重要的酶类ADAM9(解聚素和金属蛋白酶9，即adisintegrin>and>metalloproteinase>i值分别为0.63±0.06μM、34±3μM和9.4±1.1μM。环硫乙烷类的MMP抑制剂的一个显著特征是对明胶酶类的缓慢结合抑制作用。

表1.动力学参数和水溶解度

^aK_i是由k_off/k_on的比率计算得到的。缓慢结合动力学参数(k_on和k_off数值)在表2中给出。^b催化域。^c在50μM的抑制作用。^d在100μM的抑制作用。^e线性非竞争机理。^f线性竞争机理。^g数据来自Lee>h在20μM的抑制作用。ⁱ数据来自Gooyit>j在250μM的抑制作用。

化合物4对MMP-2相比于MMP-9和MMP-14分别更为有效54和15倍。所述p-氨甲基类似物(化合物5)是MMP-2，MMP-9和MMP-14的纳摩尔级慢结合抑制剂(K_i值分别为0.085±0.001μM，0.015±0.01μM，和0.12±0.01μM)；它在非竞争状态对MMP-8的抑制性很小(K_i＝7.7±0.1μM)。所述p-乙酰氨甲基衍生物(化合物6)是MMP-2的有效的慢结合抑制剂(K_i＝0.23±0.01μM)，是MMP-8的线性竞争抑制剂(K_i＝0.69±0.04μM)，而对其他MMPs和ADAMs，包括MMP-9和MMP-14的抑制性很小。相比来说，所述p-胍基衍生物(化合物7)是本系列里最有效的抑制剂。然而，它抑制MMP-2，MMP-8，MMP-9和MMP-14但缺乏选择性。

计算分析.我们对环硫乙烷类的结构-活性关系的研究显示，磺酰甲基环硫乙烷基和苯氧苯基对于明胶酶类的抑制是必要的；这些基团存在于化合物4-7。

为了使抑制剂的选择性合理化，我们对MMP-2，MMP-9和MMP14的催化位点进行了化合物的分子对接。对于这种分析需要注意的是，如果在抑制剂结合上有很大的构象变化，则我们不能对此作出衡量。另外，由于目前还没有任何MMP结合到环硫乙烷抑制剂的X-ray结构，我们使用了基于量子力学/分子力学(QM/MM分析)产生的MMP-2结合到环硫乙烷的复合物。当然，对接的结果解释了一些特征，所述特征来自于这些化合物与MMPs组的抑制分析结果(图1)。

所述抑制剂对接的构成显示，在端部芳环的p-取代基适合于MMPs的S1’次位点。所述次位点由跨越MMP-2中的残基Pro417-Leu433，MMP-9中的残基Pro415-Leu431和MMP-14中的残基Pro253-Leu271的环所定义，形成了一个可容纳抑制剂端环的空腔。所述环的较小残基Thr426和Thr428排列于MMP-2的S1’位点，其允许抑制剂上较大的p-取代基所占据。相比之下，MMP-9的残基Arg424以及MMP-14的残基Gln262和Met264则使抑制剂中较大的p-取代基较难进入该位点。举例来说，具有较大的p-氨甲基恶二唑的抑制剂4显示出对MMP-9的54倍大的离解常数，可能是由于与Arg424的空间冲突。据文献报道(Tochowicz et al.，J.Mol.Biol.2007，371，989-1006)，Arg424被用作MMP-9抑制剂的选择性决定因素。S1’环的骨架酰胺羰基氧作为对于抑制剂上取代基的氢键供体。带有p-胍基取代基的对接的抑制剂7显示出对所有MMPs的骨架的多个可能的氢键，这可以解释为什么它是该系列中最有效和非选择性的化合物。抑制剂5，具有p-氨甲基部分，也能形成类似的氢键。然而，化合物6对于MMP-2的的高选择性的原因还不非常明显。有理由表明，MMP-9和MMP-14的S1’位点的空阻效应可能使得p-乙酰氨基部分较为不易形成所述环骨架上的氢键。这些研究也支持了这样的观测结果，即所有这四种化合物的最为有效的抑制作用都是出现在对于MMP-2的观测。

化合物5作为MMP-9的抑制剂，比化合物1和化合物2分别更为有效3和6倍(表1)。而化合物4抑制MMP-2优于MMP-14(15倍)，大于一个数量级，是一些体内选择性方案的首选；然而，该抑制作用还可以是用于诊断分析的有价值的工具。然而，化合物6在体内抑制MMP-2优于MMP-9；这种化合物也会在一定程度上抑制MMP-8。然而，对MMP-8不发挥作用的疾病，化合物6能选择性的或单独地抑制MMP-2。我们以前已经报道O-苯基氨基甲酸酯和苯基脲环硫乙烷作为选择性MMP-2抑制剂(Gooyit et al.，J.Med.Chem.2013，56，8139-8150)，其K_i值范围为240至760nM。化合物6作为MMP-2的抑制剂，相对于O-苯基氨基甲酸酯和苯基脲环硫乙烷更为有效。因为化合物6不抑制MMP-9或MMP-14，它是确定MMP-2在疾病病理学中作用的有用工具。

维持体内药效的最重要因素之一是药物靶标复合物停留时间，即药物在物理上与靶标结合的持续时间。停留时间越长，药效持续时间越长。停留时间可按解离速率常数(k_off)的倒数进行计算。表2给出了不同抑制剂结合MMP-2、MMP-9和MMP-14的停留时间。对于MMP-2，化合物6停留时间最短，为18.2±0.4分钟；而化合物4停留时间最长，为50.5±4.1分钟。所有四种化合物的停留时间都长于复合物MMP-2-TIMP-1或MMP-2-TIMP-2的停留时间，其分别是7分钟和10分钟(Olson>

表2.由合成化合物抑制MMPs的停留时间

^a不适用

尽管化合物5作为抑制剂对于MMP-2比对于MMP-9更为有效1.7倍，但它结合MMP-9比结合MMP-2的停留时间长2倍。这表明当化合物5从脑中几乎完全消除时，它从MMP-9的缓慢解离会导致明胶酶的持续抑制。

水溶度.我们采用带有多反应监测(MRM)的超高效液相色谱(UPLC)通过对饱和水溶液的滤液分析对化合物4，5，6和7的水溶度进行了测定。分析结果包含在上述表1中。胍基类似物(化合物7)是水溶性最好的抑制剂，溶解度为32mg/mL。p-氨甲基衍生物(化合物5)的水溶度高达4.9mg/mL，而p-氨甲基恶二唑的(4)的水溶度为0.61mg/mL。p-乙酰氨甲基衍生物(化合物6)是这四种化合物中水溶解度最低的，其水溶度为0.025mg/mL，其水溶度相对于化合物1有超过10倍的提高。和化合物2相比，给化合物5添加亚甲基基团并没有降低水溶度。

抑制剂5和7的水溶度的提升，使它们适合于静脉(iv)给药，为针对诸如脑中风和创伤性脑损伤的急性神经系统疾病的首选给药方式。

药物动力学和脑内分布.在对小鼠以5mg/kg单剂量静脉注射化合物4，5，6和7后对药物动力学(PK)和脑内分布进行了评估。血浆与脑浓度-时间曲线和PK参数分别如图2和表3所示。化合物4的血浆浓度在2分钟时为62.4±61.6μM，于第一时间点收集，并在30分钟时迅速下降到0.097±0.092μM，低于MMP-2的Ki值的程度。化合物4具有0.0158L/min/kg(肝血流量的19％)的中度清除率(CL)，0.0213L/kg的低分布容积(Vd)为，很短的分布半衰期(t_1/2α＝0.621min)，以及74.5min的消除半衰期(t_1/2β)(表3)。化合物4在脑中的含量通常比在血浆中的要低。脑中4的含量在2分钟时为9.76±7.24pmol/mg组织(相当于9.76±7.24μM，假设密度为1g/mL)，并在30min时降低到低于MMP-2的K_i值。对于化合物4，脑对血浆AUC_0-∞比率为0.138，这表明它穿过了BBB(图2A，表3)。

表3.单静脉剂量给药后的药物动力学参数

^aAUC在脑中计量单位为pmol·min/mg，在血浆中计量单位为μM·min

在对小鼠以5mg/kg单静脉剂量给药后化合物4，5，6和7的浓度如下表4所示。

表4.在对小鼠以5mg/kg单静脉剂量给药后化合物4，5，6和7的浓度

^a浓度单位pmol/mg组织；^b浓度单位μM；^c未检出。

化合物5的血浆和脑浓度在至少30分钟时超过对MMP-2和MMP-9的K_i值(图2B和表5)。如前所述，化合物5从MMP-9的缓慢解离可以导致持续抑制作用，即使当化合物5在脑内的含量低于所述K_i值的情形。化合物5的清除率为0.202L/min/kg，其远高于0.086L/min/kg的肝血流量，这表明5从具有68.0min血浆t_1/2β的体循环的高清除率。化合物5具有2.76L/kg的分布容积，表明5广泛分布到组织(表3)。脑和血浆AUC_0-∞比率为0.793，表明化合物5轻易穿过了BBB，脑t_1/2β为75.3min。

表5.以5mg/kg单剂量静脉注射化合物5后N-乙酰代谢物(化合物6)的形成。

^aAUC在脑中单位为pmol·min/mg，在血浆中单位为μM·min；^b未测定

化合物6的血浆含量在2min时为35.0±7.69μM，并在维持30分钟高于对MMP-2的K_i值。分布半衰期为6.31min，消除半衰期为86.6min(图2C，表3和表5)。化合物6的清除率为0.0303L/min/kg(肝血流量的35％)，表明6在体循环中的中度清除率(Davies>i值(0.23μM，表1)。脑和血浆AUC_0-∞比率为0.793，表明化合物6穿过了BBB并在脑中达到治疗浓度(图2C，表3和表5)。

p-乙酰氨甲基类似物(化合物6，一种脂肪族酰胺)的AUC，相对于p-氨甲基(化合物5)的AUC，在脑中为0.5％以及在血浆中为3.9％(表5)。这表明化合物5(一种脂肪族胺)的最小体内N-乙酰化。相比之下，化合物2中芳香族胺的N-乙酰化是显著的，这是由化合物2的AUC测得，相对于其相应的N-乙酰代谢物(3)在大脑中的81％和在血浆中的7.4％。此外，在2的给药之后的活性物质是化合物3。由于导致化合物2N-乙酰化成为化合物3的酶类是多形态的，需要化合物3的直接给药以便在脑中达到治疗浓度。另一方面，p-氨甲基(5)是自身活化且不会经历显著的N-乙酰化。

胍基衍生物7在2min时在血浆和脑内的浓度分别达到12.6±10.9μM和0.577±0.560pmol/mg。含量超过对MMP-9的K_i值的时间在血浆和脑内分别为90min和120min，而浓度超过对MMP-9的K_i值的时间在血浆和脑内分别为60min和30min(图2D和表5)。化合物7的清除率高(0.107L/min/kg)，高分布容积1.08L/kg表明化合物7高度分布到组织。血浆t_1/2β为64.2min。脑对血浆的AUC_0-∞比为0.136，表明化合物7穿过了BBB，脑t_1/2β为133min(表3)。化合物7的脑t_1/2β显著比化合物4，5和6的长，提示药理作用持续时间的延长。

化合物4-7的PK性质的对比显示，从血浆的清除率对于化合物5是最高的，然后是7、6和4。与清除率相一致，血浆系统曝露(用AUC测量)对于化合物4是最高的，然后是6、7，最低是5。分布容积与清除率的顺序相一致：5＞7＞6＞4。当分布容积用来描述药物分布于身体的程度的时候，并不隐含分布到脑部。这是由于器官里的毛细血管的内皮细胞允许小分子从血液到器官而通过，然而这些大脑的毛细血管被紧密连接包围着从而阻止药物循环进入脑内。由此，分布容积并不相关于AUC_{brain/blood，}，其对化合物5＞6＞4＝7最高。对MMP-9的高效力，对于MMP-9抑制的长停留时间，连同化合物5对脑部的分布以及从脑部的清除率，使化合物5值得在MMP-9依赖的神经系统疾病的动物模型使用。类似的，化合物6的对MMP-2的效力和选择性以及其穿过BBB并在脑内达到治疗浓度的能力，使这种化合物成为用于研究神经系统疾病的MMP-2依赖动物模型的有用化学工具。

结论：我们设计并合成了化合物1的四个同类物，其为10-14,000倍地更为具有水溶性，保持对MMP-2活性，并且穿过BBB。p-氨甲基恶二唑衍生物(4)是一种具有长停留时间和适度水溶性的选择性MMP-2抑制剂。p-乙酰胺甲基(化合物6)是一种选择性的并且与4相比3倍更为有效的慢结合MMP-2抑制剂；它不抑制MMP-9或MMP-14。由于其从主要靶标MMP-2的缓慢离解，该化合物可以提供持续的MMP-2抑制，即使是当6的浓度低于K_i值的情况下。相比之下，化合物6抑制MMP-8，作为一种线性竞争性抑制剂，具有短的停留时间。化合物6穿过BBB并在脑内达到治疗浓度。这种抑制剂对于确定MMP-2在神经系统疾病的作用是一种有用的试探。p-胍基衍生物(化合物7)具有32mg/mL的水溶度并且以慢结合的方式抑制MMP-2、MMP-9和MMP-14，以及作为线性竞争性抑制剂对MMP-8进行抑制。p-氨甲基衍生物(化合物5)是MMP-2、MMP-9和MMP-14的一种水溶性纳摩抑制剂；它穿过BBB并在脑中达到治疗浓度。化合物5结合MMP-9的停留时间是TIMP-1或TIMP-2结合MMP-9的6-7倍。因此，这种抑制剂可以同样或更有效地用于调节MMP-9的活性。

治疗方法

在本发明的方法中，化学式I的化合物或其药学上可接受的盐或其溶剂合物(总称为“活性剂”)能用作MMP抑制剂，或用于提供体内或体外的MMP抑制剂。所述活性剂可以通过如本文所述各种MMPs的抑制或调制进行介导用于治疗或预防医学症状(例如伤口)、疾病或失调，包括在上述背景技术部分所描述的病症。因此，根据本发明的活性剂可以用作镇痛药、抗抑郁药、认知增强剂或神经保护剂，以及用于下文所述病症的治疗。

本文中所描述的许多疾病和病症，可能看上去没有关联，但各自由于共同的机理属性而关连起来。本文被述的每种疾病或病症都是明胶酶相关的。例如，自控生长和转移的能力都与癌症有关。本文所述化合物可以是对基质金属蛋白酶相关的疾病具有抗增生和抗转移的作用。

适用于本发明的化合物和药物成分包括那些其中活性剂是以有效量施药以达到期望的目的。术语“治疗有效量(therapeutically effective amount)”指的是有效治疗疾病、失调和/或症状的量，例如，有效减轻所接受治疗的病症或症状的发展或程度。治疗有效量的确定是本领域技术人员所熟知的。术语“有效量(effective amount)”可以包含本文所述化合物的量，或本文所述化合物的组合物的量，例如用于治疗或预防患者的疾病或失调，或用于治疗疾病或失调的症状。因此，“有效量”通常是指可以提供期望效果的量。

医学症状、疾病和失调的实例包括焦虑、抑郁、疼痛、睡眠失调、炎症、多发性硬化症和其他运动障碍、HIV消耗综合症、闭锁性头部损伤、中风、学习和记忆障碍、阿尔茨海默氏症、癫痫、妥瑞氏综合征、尼曼-匹克症、帕金森氏症、亨廷顿氏舞蹈症、视神经炎、自身免疫性葡萄膜炎、药物戒断症状、恶心、呕吐，性功能障碍、创伤后应激障碍或大脑血管痉挛，或以上的组合，以及下面描述的病症。

活化剂可用于治疗诊断出带有或患有一种疾病、障碍或病症的受试者(患者))，通过MMP的活性，例如26种明胶酶之一进行介导来实现。本文中使用的术语“治疗(treat或treating)”是指对受试者施用本发明的药剂或组合物，用来通过MMP活性的调节进行有效的治疗或预防。治疗包括对疾病、障碍、病症，或者所述疾病、障碍、病症的一种或多种症状通过MMP活性的调整实现反转、改善、缓解、抑制发展，减轻严重程度，或防止发生的作用。

术语“受试者(subject)”是指需要治疗的哺乳类患者，比如人类。“调制剂(modulators)”包括抑制剂和活化剂，其中“抑制剂(inhibitors)”是指减少、预防、灭活、脱敏或者下调MMP的表达或活性的化合物，而“活化剂(activators)”是指增加、激活、促进、敏化或上调MMP的表达或活性的化合物。

因此，本发明涉及使用本文所述活化剂对受试者通过调制MMP的活性进行治疗的方法，其中所述受试者被诊断出带有或患有疾病、障碍或病症，如焦虑、疼痛、睡眠障碍、炎症、或运动障碍(如多发性硬化症)。

病症或疾病状态是要包括在“医学状况、障碍或疾病”的范畴。例如，疼痛可能与多种疾病、障碍或病症有关，并可能包括各种病因。根据本发明采用MMP调制剂能够治疗的举例性种类的疼痛包括癌症疼痛、术后疼痛、胃肠道疼痛、脊髓损伤疼痛、内脏痛觉过敏、丘脑痛，头痛(包括压力头痛和偏头痛)、腰背痛、颈部痛、肌肉骨骼疼痛，周围神经性疼痛，中央神经性疼痛，神经组织退化相关的疼痛以及月经疼痛。HIV消耗综合征包括相关的症状，如食欲不振和恶心。帕金森氏症包括，例如，左多巴诱导的运动障碍。

多发性硬化症的治疗可以包括症状治疗，例如僵直状态、神经源性疼痛、中枢疼痛或膀胱功能紊乱。停药症状可能是由例如鸦片瘾或尼古丁瘾引发。恶心或呕吐的原因可能是与化疗、术后疼痛或阿片类药物相关。治疗癌症可以包括治疗神经胶质瘤。睡眠紊乱包括，例如睡眠呼吸暂停症、失眠以及需要用具有镇静或麻醉类效果的药剂来治疗的紊乱。饮食紊乱包括，例如与癌症或感染HIV病毒/艾滋病相关的厌食症或食欲丧失。

本发明还提供了一种组合物，其包括本文所述的任何化学式的化合物以及医药上可接受的稀释剂或载体。药物组合物可以包括溶栓剂或镇痛剂，比如阿片类药物或非甾体抗炎药物。这种镇痛剂的例子包括阿司匹林、醋氨酚、阿片类药物、布洛芬、萘普生、环氧合酶-2抑制剂、加巴喷丁、普瑞巴林、反胺苯环醇或它们的组合。

术语“溶栓剂”指的是一种能够溶解凝块或“血栓”以及重新打开动脉或静脉的药物。溶栓剂可用于治疗心脏病发作、中风、深静脉血栓形成(如在下肢深静脉血栓)、肺栓塞以及外周动脉闭塞或留置导管。溶栓剂是丝氨酸蛋白酶类，将血纤维蛋白溶酶原转换为血纤维蛋白溶酶，能够分解纤维蛋白原和血纤蛋白以及溶解血凝块。目前，可获得的溶栓剂包括瑞替普酶(r-PA或瑞替普酶)、阿替普酶(t-PA或阿克伐司)，尿激酶(雅激酶)、尿激酶原，茴酰化的纯化溶栓酶活化剂复合物(APSAC)以及溶栓酶。溶栓剂也称为血块溶解剂，凝块溶解药以及纤维蛋白溶解剂。

相应地，本发明还提供了一种方法，用来治疗患有诊断出有由MMP活性介导的疾病、紊乱或医学症状的受试者，包括对需要治疗的受试者有效量的本文所述化学式的至少一直一种化合物，其药学上可接受的盐，其药学上可接受的前体药物，或其药物活性代谢物。所述疾病、紊乱或病症可以包括焦虑、抑郁、疼痛、睡眠紊乱、进食紊乱、炎症、运动紊乱、HIV消耗综合征、封闭的头部创伤、中风、阿尔茨海默氏症、癫痫、图雷特氏综合征、尼曼-皮克症、帕金森氏症、亨廷顿氏舞蹈症、视神经炎、自身免疫性葡萄膜炎、药物戒断、恶心、呕吐、创伤后应激紊乱、脑血管痉挛、青光眼、肠易激综合症、炎症性肠病、免疫抑制、胃食管反流病、麻痹性肠梗阻、分泌性腹泻、胃溃疡、风湿性关节炎、高血压、癌症、肝炎、过敏性气道疾病、自身免疫性糖尿病、顽固性瘙痒症、神经炎症，或它们的组合。

本发明进一步包括一种药物组合物，其用于治疗一种由MMP活性介导的疾病、紊乱或医学病症，包括：(a)有效量本文所述化学式的至少一种化合物，或其药学上可接受的盐，或其药学上可接受的前体药物，或其药物活性代谢物，或其任何组合，以及药学上可接受的赋形剂。

疾病、紊乱和病症

本发明所述的化合物和组合物可以用来治疗或减轻以下疾病、紊乱和病症的症状。

术语“神经失调”是指任何神经系统和/或视觉系统的失调。“神经失调”包括涉及中枢神经系统(大脑、脑干和小脑)、周围神经系统(包括颅神经)和自主神经系统(部分位于中枢和周围神经系统)的失调。神经退行性疾病也指的是一种神经系统疾病，表现为神经细胞的损失，包括但不限于阿尔茨海默氏症、帕金森氏症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、tau蛋白病(包括额颞叶失智症)以及亨廷顿氏舞蹈症。

主要的神经性疾病包括但不限于，头痛，麻木和昏迷，失智症，惊厥，睡眠障碍，创伤，感染，肿瘤，神经眼疾，运动障碍，脱髓鞘疾病，脊髓疾病，以及外周神经、肌肉和神经肌肉接头的疾病。成瘾和精神疾病，包括但不限于双相性精神障碍和精神分裂症，也包括于神经性疾病的定义中。以下列举了几种神经性疾病、症状、表象和综合症：后天的癫痫性失语症，急性播散性脑脊髓炎，肾上腺脑白质营养不良，胼胝体语库发育不全，失认症，艾卡迪综合症，亚历山大病，阿尔卑斯氏症，交替性偏瘫，阿尔茨海默氏症，肌萎缩性侧硬化，先天无脑畸形，安格尔曼综合症，血管瘤病，缺氧症，失语症，失用症，蛛网膜囊肿，蛛网膜炎，阿诺德查理畸形，动静脉畸形，阿斯佩格综合症，共济失调性毛细血管扩张，注意力缺陷多动障碍，自闭症，自主神经功能障碍，背疼，巴藤病，贝赫切氏症，贝尔氏麻痹，良性原发性睑痉挛，良性局灶性病变，肌萎缩，良性颅内高血压，宾斯万格氏症，眼睑痉挛，布鲁克苏兹贝尔综合症，臂丛神经损伤，脑脓肿，脑损伤，脑肿瘤(包括多形性成胶质细胞瘤)，脊柱肿瘤，布朗-色夸综合症，卡纳万病，腕管综合症(CTS)，灼痛，中枢性疼痛综合症，中枢脑脊髓髓质溶解，头部障碍，脑动脉瘤，脑动脉硬化，脑萎缩，脑性巨大症，脑性麻痹，腓骨肌萎缩症，化疗诱发的神经病变和神经性疼痛，基亚里畸形，舞蹈症，慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病(CIDP)，慢性疼痛，慢性区域性疼痛综合症，卡非劳里综合症，昏迷、包括持续的植物状态，先天性面部双瘫，皮质基底变性，颅动脉炎颅缝早闭，克雅氏病，累积性创伤疾病，库兴综合症，细胞肥大性包涵体疾病(CIBD)，巨细胞病毒感染，跳舞眼-跳舞足综合症，丹迪-沃克综合症，道森病，德摩斯尔综合症，德热里纳-克隆普克麻痹，痴呆，皮肌炎，糖尿病性神经病，弥漫性硬化，自主神经异常，失写症，失读症，肌张力障碍，早期婴儿癫痫脑病，空蝶鞍综合症，脑炎，脑膨出，脑三叉神经血管瘤病，癫痫，埃尔布氏麻痹，原发性震颤，法布里氏症，华尔氏综合症，晕厥，家族性痉挛性麻痹，热性惊厥，费希尔综合症，弗里德赖希氏失调，额颞叶失智症及其他“Tau病变”，高雪氏症，格斯特曼氏综合症，巨细胞动脉炎，巨细胞包涵疾病，球形细胞脑白质营养不良，吉兰-巴雷综合症，HTLV-1相关性脊髓病，哈勒沃登-施帕茨病，头部损伤，头痛，半面痉挛，遗传性痉挛性截瘫，多神经炎型遗传性运动失调，带状疱疹，平山综合症，HIV相关性痴呆和神经病变(参见AIDS的神经性表现)，前脑无裂畸形，亨廷顿氏症和其它多聚谷氨酰胺重复疾病，积水性无脑，脑水肿，皮质醇增多症，缺氧，免疫介导的脑脊髓炎，包涵体肌炎，色素失禁症，婴儿植烷酸蓄积症，婴儿雷弗苏姆病，婴儿痉挛，炎症性肌病，颅内囊肿，颅内高压，朱伯综合症，卡恩斯-赛尔综合症，肯尼迪病，金斯伯恩综合症，克利佩尔-费尔综合症，克拉伯病，库格尔伯格-韦兰德综合征，库鲁病，拉福拉病，兰伯特-伊顿肌无力综合症，兰达-克莱夫纳综合症，外侧髓质(瓦伦堡)综合症，学习障碍，利氏症，伦洛克斯-加斯多综合症，列许-尼汉综合症，脑白质营养不良，路易体痴呆，无脑回畸形，锁定综合症，卢格里克氏症(又名运动神经元疾病或肌萎缩性侧向硬化)，腰椎间盘疾病，莱姆病，神经后遗症，马查多-约瑟夫病，巨脑症，巨脑畸形症，梅罗森尔综合症，美尼尔氏症，脑膜炎，门克斯病，异染性脑白质营养不良，小头畸形，偏头痛，米勒费氏综合症，小中风，线粒体肌病，莫比乌斯综合症，单肢肌萎缩，运动神经元病，烟雾病，粘多糖病，多发梗塞性痴呆，多病灶性运动神经病，多发性硬化和其它脱髓鞘疾病，与体位性低血压有关的多系统萎缩症，肌营养不良症，重症肌无力，髓鞘性弥漫性硬化，婴儿的肌阵挛性脑病，肌阵挛，肌病，先天性肌强直，发作性嗜睡病，多发性神经纤维瘤病，神经性恶性综合症，艾滋病的神经表现，狼疮的神经后遗症，神经性肌强直，神经元蜡样脂褐质沉积，神经元迁移障碍，尼曼-皮克病，奥沙利文-麦克劳德综合症，枕骨的神经痛，神经脊髓序列闭合不全，大田原综合症，橄榄体脑桥小脑萎缩，斜视眼痉挛肌阵挛，视神经炎，正立体位性低血压，过度使用综合症，感觉异常，帕金森氏症，先天性肌强直症，阵发性发作，帕里龙伯格综合症，美兹巴赫病(家族性中叶性硬化)，周期性麻痹，外周神经病，疼痛神经病和神经性疼痛，持续植物状态，普遍性发育障碍，感光喷嚏反射，植烷酸贮存病，皮克病，收缩神经，垂体肿瘤，多发性肌炎，脑穿通畸形，后脊柱综合症，带状疱疹之后的神经痛(PHN)，感染性脑脊髓炎，姿势性低血压，普瑞德威利综合症，原发性侧硬化，朊病毒病，连续半边萎缩，连续多灶性脑白质病，进行性硬化综合症，进行性核上性麻痹，大脑假性肿瘤，拉姆塞-亨特综合症(I型和II型)，拉丝马森脑炎，反射性交感神经营养不良综合症，雷夫素姆病，重复运动障碍，重复性压力损伤，焦躁腿综合症，逆转录病毒相关性骨髓病，雷特综合症，圣维特舞蹈症，桑德霍夫病，谢尔德氏症，脑裂畸形，隔-视神经发育不良，摇晃婴儿综合症，带状疱疹，夏-德尔格综合症，舍格伦氏综合症，睡眠呼吸暂停，索托氏综合症，痉挛，脊柱裂，脊髓索损伤，脊髓索肿瘤，脊髓性肌萎缩，僵硬综合症，中风，斯特奇-韦伯综合症，亚急性硬化性全脑炎，蛛网膜下出血，皮质下动脉硬化性脑病，西德纳姆舞蹈症，昏厥，脊髓空洞症，迟发性运动障碍，家族黑蒙性白痴病，颞动脉炎，栓塞脊髓索综合症，汤姆森病，臂丛综合症，痛性抽搐，托德氏麻痹，图雷特综合症，暂时性缺血发作，传染性海绵状脑病，横贯性脊髓炎，创伤性脑损伤，震颤，三叉神经痛，热带性痉挛性截瘫，结节性硬化，血管性痴呆(多发性脑梗死痴呆)，血管炎包括颞动脉炎，希佩尔-林道疾病(VHL)，瓦伦贝格综合症，沃德尼格-霍夫曼病(脊髓性肌肉萎缩症)，西方综合症，挥鞭样损伤，威廉姆斯综合症，威尔逊氏症和泽尔维格综合症。

所述医学疗法还可以用于治疗癌症、血管生成、心血管疾病、神经性疾病、炎症、眼病、自身免疫疾病或受MMP调节影响的其它病症。所述癌症可以是胰腺癌、胃癌、肺癌、结肠直肠癌、前列腺癌、肾细胞癌、基底细胞癌、乳腺癌、骨癌、脑癌、淋巴瘤、白血病、黑素瘤、骨髓瘤以及其它血液癌症，等等。所述癌症可以是原发性、转移性或两者都有。使用本发明化合物治疗癌症可以影响(即抑制或促进)血管生成。心血管疾病可以是中风、动脉瘤、缺血或再灌注损伤。

本文所述的化学式的化合物或其药学上可接受的盐可以单独或与第二试剂例如神经学试剂或其药学上可接受的盐联合给予哺乳动物(例如人)。因此，所述化合物可以与溶解血栓剂(例如tPA)联合施用以治疗如本文所述的失调、疾病或病症。

术语“神经药剂”是指对神经系统有影响的化合物，包括化学的和生物的化合物(例如肽，寡核苷酸和抗体)，例如能够治疗、抑制或预防影响神经系统疾病的化合物或能够引起神经学和/或眼科病症或其症状的化合物。

各种研究表明，MMP-9和MMP-2在中风疾病过程中起作用。明胶酶抑制剂可以防止大脑的神经与血管的完整性缺血或外生tPA溶栓通过阻断降解基底膜层粘连蛋白和发挥抗凋亡对神经元的影响。本文描述的化合物的选择性因此允许用于治疗缺血性和出血性中风。此外，结合选择性明胶酶抑制剂和tPA治疗，可以减少与tPA使用相关的神经毒性和出血性转换，从而延长tPA的再灌注治疗的治疗窗口期。

对于有效治疗中风患者的这种方法，可能需要通过静脉内施用递送明胶酶抑制剂。第二代明胶酶抑制剂的水溶性前药已如本文所述制备，并且适于静脉内施用。这种新的治疗策略本身或与tPA联合可以减少损伤和延长溶栓治疗中风患者的时间窗口。

神经性疾病可以是以下的至少一种：疼痛性神经病、神经性疼痛、糖尿病性神经病、药物依赖、药物戒断、抑郁、焦虑、运动障碍、迟发性运动障碍、破坏血脑屏障的脑感染、脑膜炎、中风、低血糖、心脏停搏、脊髓创伤、头部创伤和围产期缺氧。神经性疾病也可以是神经变性疾病。神经性疾病可以是癫痫、阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏舞蹈症、帕金森氏症、多发性硬化或肌萎缩性侧索硬化，以及亚历山大病、阿尔珀病、共济失调毛细血管扩张症、巴顿病(也称为施皮尔曼-沃格特-舍格伦-巴顿病)、卡纳万病、科凯恩综合征，皮质基底节变性、克雅病，肯尼迪氏症，克拉伯病，路易体痴呆，马查多约瑟夫病(3型脊髓小脑性共济失调)，多系统萎缩，佩-梅病，侧索硬化，雷弗素姆氏症，桑德霍夫病，希尔德氏症，脊髓小脑性共济失调(具有不同特征的多种类型)，脊髓性肌萎缩，斯蒂尔-理查森-奥尔谢夫斯基病或脊髓痨。

本文所述的化合物可用于治疗眼睛的病症，包括角膜伤口、青光眼、干眼病和黄斑变性。所述化合物还可用于治疗由MMP-9关联的、引起的，影响的或加重的眼部病症。

本文所述的化合物可用于治疗炎症，其中炎症涉及结缔组织、气道组织或中枢神经系统组织。所述炎症可以是急性哮喘、慢性哮喘、过敏性哮喘或慢性阻塞性肺病。在一种实施方式中，所述炎症是关节炎。

本文所述的化合物可用于治疗眼科疾病。术语“眼科疾病”或“眼科失调”是指涉及视觉系统的解剖学和/或功能的疾病或失调，包括但不限于青光眼、视网膜动脉闭塞、缺血性视神经病变和湿性或干性黄斑变性。

神经失调可以是情感障碍(例如抑郁或焦虑)。术语“情感障碍”或“情绪障碍”是指以心情障碍为主要特征的各种病症。

术语“抑郁症”是指以悲伤、绝望和沮丧的感觉为特征的异常情绪障碍。抑郁是指一种异常的情绪状态，其特征是悲伤、忧郁、沮丧，不值、空虚和绝望的不当且脱离现实的夸张感觉。参见Mosby′s Medical，Nursing&Allied Health Dictionary，5th Edition(1998)。抑郁症可以是重性抑郁障碍(单发、复发、轻度、中度、重度无精神病特征、重度带有精神病特征、慢性、具有紧张特征、具有忧郁特征、具有非典型特征、产后发病、部分缓解、完全缓解)、心境恶劣障碍、具有抑郁情绪的调节障碍、具有混合焦虑和抑郁情绪的调节障碍、经前焦虑障碍、轻度抑郁障碍、复发性短暂抑郁障碍、精神分裂症的精神病性抑郁障碍、与帕金森氏症相关的障碍，以及与痴呆相关的重性抑郁障碍。

术语“焦虑症”是指以忧虑、不确定性或恐惧的感觉为特征的过度或不适当的焦虑状态。所述焦虑症可根据其症状的严重性和持续时间以及特定的行为特征分类。分类包括：广泛性焦虑症(GAD)，其是持久的和低级的；惊恐性障碍，其具有更显着的症状；恐惧症；强迫症(OCD)；创伤后应激障碍(PTSD)和分离性焦虑症。

神经失调可以是疼痛相关抑郁症(PAD)。术语“疼痛相关抑郁症”是指以疼痛共患和非典型抑郁为特征的抑郁性失调。具体地，所述疼痛可以是慢性疼痛、神经性疼痛或其组合。具体地，所述疼痛相关抑郁症可以包括非典型抑郁症和慢性疼痛，其中慢性疼痛先于非典型性抑郁症。或者，疼痛相关抑郁症可包括非典型抑郁症和慢性疼痛，其中非典型性抑郁症早于慢性疼痛。疼痛相关抑郁症可包括非典型抑郁症和神经性疼痛。

“慢性疼痛”是指由各种疾病或异常病症(例如类风湿性关节炎)引起的持续或复发延长的时间段(即＞3个月)的疼痛。慢性疼痛可能不如急性疼痛强烈。慢性疼痛患者通常不显示加快的脉搏和快速出汗，因为对疼痛的自动反应不能持续长时间。另外一些慢性疼痛患者可能会与脱离外界环境，只专注于痛苦，完全忽视家人、朋友和外部事物。参见Mosby’s Medical，Nursing&Allied Health Dictionary，5th Edition(1998)。

“非典型抑郁症”是指具有对于正面生活情况(情绪反应性)能够有短暂较好感觉的能力的抑郁的影响状态，加上两种或更多选自以下的神经保护症状：睡眠过度，食欲增加或体重增加、铅麻痹，以及对感知的人际拒绝极端敏感的长期模式；其中所述神经保护症状存在超过约两周。应当理解，本领域技术人员能够认识到，与其他抑郁障碍(例如忧郁型抑郁症)中发现的相比，神经减退症状可以被逆转；因此采用术语“非典型”。

术语“急性神经失调”是指如上所定义的神经失调，其中所述失调具有快速发作，接着是短暂而严重的过程，包括但不限于，热性惊厥、吉林巴利综合征、中风和脑内出血(ICH)。

术语“慢性神经失调”是指如上所定义的神经失调，其中所述失调持续长时间(例如超过约2周；具体地，特别地慢性神经失调可能持续或复发超过约4周，超过约8周或超过约12周)或以频繁复发为标志，包括但不限于发作性睡病、慢性炎性脱髓鞘性多发性神经病、脑性麻痹(CP)、癫痫、多发性硬化症，阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。

术语“创伤”是指对身体的任何伤害或冲击，例如由于暴力或事故。术语创伤还指任何情绪性创伤或打击，其中许多可能对人的心理发展造成实质性的、持久的损害，常常导致神经症。

术语“缺血性病症”是指任何导致由血管收缩或阻塞引起的对身体器官、组织或部位的血液供应减少的病症，通常导致对器官、组织的氧气减少。术语“缺氧条件”是指空气、血液或组织中的氧气的量/浓度低(低于正常)的条件。

术语“疼痛性神经病”或“神经病”是指由外周或中枢神经系统的损伤或病理变化引起的慢性疼痛。外周神经性疼痛也称为疼痛性神经病、神经性疼痛、感觉性周围神经病或周围神经炎。对于神经病，疼痛不是损伤的症状，而疼痛本身就是疾病过程。神经病与愈合过程无关。不是说在某处有伤害，而是神经本身的故障是疼痛的起因。

“神经性疼痛”是指与周围神经、颅神经、脊神经或其组合的炎症或变性相关的疼痛。疼痛通常是突然的、剧烈的或刺人的。底层的失调可导致周围神经组织的破坏，并且可伴随皮肤颜色、温度和水肿的改变。参见，Mosby’s Medical，Nursing&Allied HealthDictionary，5th Edition(1998)；和Stedman’s Medical Dictionary，25th Edition(1990)。

术语“糖尿病神经病变”是指由糖尿病引起的周围神经系统失调/神经损害，包括与糖尿病相关的周围神经、自主神经和颅神经系统失调/损害。糖尿病神经病变是糖尿病的一种常见的并发症，其中高血糖症(高血糖水平)导致神经受损。

术语“迟发性运动障碍”是指一种严重的、不可逆转的神经失调，可出现在任何年龄。迟发性运动障碍，例如图雷特综合征，可以是长期使用抗精神病/安定神经药物的副作用。其症状包括不同身体部位，包括躯干、腿、手臂、手指、嘴、唇或舌头的不可控制的运动。

术语“运动失调”是指涉及运动神经和运动系统的一组神经系统失调，包括但不限于，共济失调、帕金森氏症、眼睑痉挛、安格曼综合症、共济失调毛细血管扩张、言语障碍、张力障碍、步态障碍、斜颈症、书写痉挛、进行性核上性麻痹、亨廷顿氏舞蹈症、威尔逊氏症、肌阵挛、僵直状态，迟发性运动障碍、抽搐和图雷特综合征和震颤。

术语“破坏血脑屏障的脑感染”是指导致血脑屏障效力改变的大脑感染，要么增加或降低其例如防止物质和/或生物体经血液传递进入中枢神经系统的能力。

术语“血脑屏障”是指在中枢神经系统(CNS)的毛细血管内的内皮细胞(内壁)的半透性细胞层。血脑屏障阻止大分子、免疫细胞、许多有潜在危险的物质和外来生物体(例如病毒)经由血液传递进入到CNS(脑和脊髓)。血脑屏障功能障碍可能是MS(多发性硬化症)疾病过程的部分起因。

术语“脑膜炎”是指脑膜和脊髓膜的炎症，常常是由细菌或病毒感染引起，表现为发热、呕吐、剧烈头痛和颈部僵硬。术语“脑膜脑炎”是指包括脑膜和脊髓膜的炎症。

术语“脑中风”是指脑血管的堵塞或破裂引起脑功能突然丧失(导致大脑供氧不足)，表现为肌肉控制力的丧失、感觉或意识的减弱或消失、头晕、言语不清或其他症状，并随着脑损伤范围和程度而不同，也被称为脑卒中或脑血管意外。术语“脑梗死”(或“中风”)也指大脑血液供应不足，常常导致大脑缺氧。

术语“心脏骤停”是指心跳和心脏功能的突然停止，导致有效循环的暂时性或永久性的丧失。

术语“脊髓损伤”是指由于脊髓本身的直接损伤，或是因脊髓周围的骨、软组织和血管损伤导致的间接损伤。它也被称为脊髓受压、脊髓伤害或脊髓压迫。

术语“头部创伤”是指头皮、颅骨或脑的头部损伤。这些损伤在程度上可以是从轻微的颅骨撞击到毁坏性脑损伤。头部创伤可分为闭合性的或穿透性的。在闭合性头部创伤中，头部通过撞击物体遭受重击。脑震荡是影响到大脑的闭合性头部创伤的一种类型。在穿透性的头部创伤中，物体突破头骨且进入脑部。

术语“围产期缺氧”是指在围产期(定义为出生前和出生后不久的时间段，不同的定义为从怀孕的第二十至二十八周开始，到出生后7至28天结束)发生的缺氧。

术语“低血糖性神经元损伤”是指由于低血糖症状(血液中葡萄糖的异常低的水平)导致的神经元损伤，例如神经损伤。

术语“癫痫”是指任何一种神经失调，表现为反复突然发作的运动神经的、感官的或精神的功能障碍，伴随或不伴随意识丧失或惊厥发作。

术语“阿尔茨海默氏症”是指以认知能力的损失为标志的一种疾病，病程一般为10至15年，与大脑皮层中的异常组织和蛋白沉积的发展有关(称为斑块和缠结)。

术语“亨廷顿氏症”是指一种遗传性的疾病，成年期开始发展，最终导致痴呆。更具体地说，亨廷顿氏症(HD)是由亨廷顿蛋白质基因编码的DNA序列里多聚谷氨酰胺重复引起的，在脑内特定区域被称为神经元的脑细胞的基因程序变性。这种退化导致不受控制的运动、智力丧失和情感障碍。

术语“帕金森氏综合症”是指类似于帕金森氏症的障碍，但它是由于药物的作用所引起的一种不同的神经退行性障碍或其他疾病。术语“帕金森综合症”也指由于大脑中某一特定区域内多巴胺神经元遭到损伤或破坏引起的的帕金森氏症中运动异常类型的任何组合的症状。

术语“肌萎缩侧索硬化症”(ALS)，又称路格瑞氏症和运动神经元病，指的是一个渐进的、致命的神经系统疾病。这种障碍属于一类被称为运动神经元障碍的疾病。ALS发生在当脑和脊髓中控制自发运动的特殊神经细胞逐渐退化(通常是“上”(在大脑皮层)和“下”(在脊髓)运动神经元，虽然有些变种被称为原发性侧索硬化症，其显然是表示不同的疾病，只影响上运动神经元)。这些运动神经元的损失使在它们控制下的肌肉减弱和减少，导致瘫痪。ALS的表现方式不同，这取决于哪部分肌肉先开始衰弱。症状可以包括绊跌和跌倒，手和胳膊丧失运动控制，讲话、吞咽和/或呼吸困难，持续疲劳和抽搐和痉挛，有时还相当严重。上运动神经元的变种(例如，原发性侧索硬化症)也包括在内。

术语“青光眼”是指特征表现为异常高眼内压、损坏视神经盘、眼球硬化和部分完全丧失视力的任何一组眼部疾病。在青光眼中视网膜神经节细胞消失。青光眼的一些变种有正常的眼内压(也被称为低眼压性青光眼)。

术语“视网膜缺血”是指视网膜供血减少。

术语“缺血性视神经病变”是指通常表现为突发的单侧视力下降的一种疾病。这种疾病是由视神经血流量减少(缺血)导致的。有两种基本类型：动脉炎性和非动脉炎性缺血性视神经病变。非动脉炎性缺血性视神经病变一般是心血管疾病导致的。具有高血压、胆固醇升高、吸烟、糖尿病或这些组合的病史的患者的风险最大。动脉炎性缺血性视神经病变是由视神经供血血管的炎症引起的一种疾病，称为颞动脉炎。这种疾病通常表现为突然和严重的单侧视力丧失、颚部咀嚼疼痛、太阳穴的压痛，食欲减退和全身性的疲劳或疾病感觉。

术语“黄斑变性”是指视网膜中心被称为黄斑区的物理扰乱。黄斑是我们视网膜中涉及最敏锐和最精细视觉的部分。黄斑变性是导致年龄超过55岁的人群中法定盲的主要原因(法定盲是指一个人戴眼镜时只能看到20/200或更少)。即使有中心视力减退，但色觉和周围视觉可以保持清楚。视力减退通常是逐渐发生的，通常以不同的速率影响两只眼睛。

这里所用的术语“脱髓鞘病”是指一种髓鞘受损的疾病状况。髓鞘包围着神经，并负责将脉冲传递到脑。髓鞘的损伤可以导致肌肉无力、协调性差和瘫痪的可能。脱髓鞘疾病的病例包括多发性硬化症(MS)、视神经炎、横向神经炎和格林-巴利综合征(GBS)。在一个实施方式中，在治疗脱髓鞘疾病时，一种MMP抑制剂与NMDA受体拮抗剂(例如，美金刚)或与β干扰素亚型、考帕松或Antegren(那他珠单抗)一起给药。近年来，人们已经注意到潜在的神经损伤可以在诸如MS的脱髓鞘性疾病状态发生，因此有效的药物可能除了保护髓鞘，也可以保护神经元。

术语“多发性硬化症”(MS)是指中枢神经系统的一种慢性疾病，主要影响青壮年人。其病因一般被认为是病毒和自身免疫性。遗传和环境因素被认为能促成MS，但导致这种疾病的具体原因尚未明确。病理上，MS的特点是在脑白质中的脱髓鞘区和T-细胞主要血管周围存在炎症。一些轴突也许可以免受这些病理过程。这种疾病开始最常见的是急性或亚急性起病的神经系统异常。在通常持续多年的疾病的过程中，最初和随后的症状表现或严重程度可能会显著不同。早期症状可以包括麻木和/或感觉异常、单侧或双侧下肢轻瘫、复视、视神经炎、共济失调和膀胱控制问题。随后的症状还包括更突出的上运动神经元体征，例如，痉挛的增加和单侧或四肢轻瘫的增加。晕眩、共济失调等小脑问题、抑郁、情绪不稳、异常步态、构音障碍、疲劳和疼痛也很常见。

术语“后遗症高同型半胱氨酸血症”是指高同型半胱氨酸血症，指同型半胱氨酸水平的升高，导致的一种病症。

术语“脑水肿”是指在内、上、周围和/或与脑有关的液体的过多累积。

术语“AIDS引起的痴呆症”或“HIV相关痴呆症”是指由AIDS(获得性免疫缺陷综合征-由感染人类免疫缺陷病毒(HIV-1，HIV-2)引起的一种传染病，逆转录病毒引起的免疫系统破坏和衰弱，常伴有感染如结核)引起的老年痴呆症(器质性疾病或大脑障碍引起的智力功能退化，如记忆力、注意力和判断力)。

术语“HIV-相关的神经病”是指感染了艾滋病毒的哺乳动物的神经病变，是由例如巨细胞病毒(CMV)或疱疹病毒族的其它病毒引起的神经病变。神经病是一组机能失调的总称，其症状包括刺痛感或脚趾和手指的麻木感直到瘫痪。神经病可以被更准确地被称为“神经病变”，因为有好几种类型并且病程可能会很痛苦。

术语“视网膜病”是指视网膜的任何病理障碍。

术语“认知障碍”是指任何认知功能障碍，例如，记忆紊乱(例如健忘)或学习障碍。

术语“与HIV感染有关的神经元损伤”是指由感染HIV直接或间接引起的神经元细胞的损害/损伤。

术语“认知、运动和感觉功能障碍”是指认知功能(认知的心理过程，包括意识、知觉、推理和判断等方面)，运动功能或感觉功能异常或受损。

上述任何一种疾病、失调和病症可以通过施用本文所述的化合物后含有本文所述化合物的组合物、通过选择性地抑制基质金属蛋白酶来治疗。

伤口疗法

选择性的基质金属蛋白酶(MMP)抑制剂已被发现可促进伤口愈合，包括糖尿病伤口和慢性伤口。已经发现，一些选择性抑制剂化合物能够显著地加速各种慢性伤口的愈合过程。本文所述的评估表明，这些化合物的确能够有效促进糖尿病哺乳类动物的伤口愈合过程。值得注意的是，所述疗法对于糖尿病小鼠而不是非糖尿病小鼠是有效的。所述非糖尿病小鼠通过MMP抑制剂处理后没能显示出任何促进其伤口加速愈合的效果。这些化合物被首次发现用于这种类型的疗法。目前尚未有临床的药剂能够加速糖尿病患者的伤口治愈过程，因此，本文所述化合物、组合物和方法对于患者和医师来说在慢性伤口的治疗方法方面具有重大的意义。

因此，本发明提供了一种加速皮肤伤口愈合过程的方法。所述方法可以包括对患有皮肤伤口的哺乳动物施用有效量的MMP抑制剂或其药学上可接受的盐，其中所述明胶酶抑制剂可加速皮肤伤口的愈合过程。

本发明还提供了一种对皮肤伤口相关的、以基质金属蛋白酶类水平提高为特征的疾情发展的抑制方法。所述方法可包括给予患有皮肤伤口的哺乳动物有效量的明胶酶抑制剂或其药学上可接受的盐，从而有效抑制哺乳动物皮肤伤口的发展。

本发明还提供了一种增强糖尿病皮肤伤口修复速率的方法。所述方法可包含给予皮肤伤口有效量的明胶酶抑制剂或其药学上可接受的盐，其中，所述皮肤伤口的修复速率相对于没有施加明胶抑制剂的皮肤伤口得到提高。

本发明还提供一种敷料或贴片用于慢性皮肤伤口。所述敷料或贴片可包含有效量的明胶酶抑制剂或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。例如，所述活性剂可包含在软膏基质中，其中明胶酶抑制剂和软膏基质结合并包含在敷料中。所述敷料可以由纺织或无纺织物制成，其可以进一步包括背衬和/或粘结剂。

在一些实施方案中，本文所述MMP抑制剂的有效量可以是，例如，约0.01至约50mg每天，约0.1至约10mg每天，约0.5至约5mg每天，或约0.5至约2.5mg每天。所述有效量的明胶酶抑制剂可以采用例如局部给药的方式施用，可选择与其他活性剂和/或载体结合。每天的用量可以是在组合物中以诸如局部或透皮的方式给药的量，或者是通过诸如皮下的其他方式给药的量。对于局部给药，所述量可以是约0.01至约50mg每天、约0.1至约10mg每天、约0.5至约5mg每天，或在患者被治表面伤口约0.5至约2.5mg每100cm²。

在一些实施例中，所述皮肤伤口是慢性皮肤伤口。能够通过本发明所述的方法治疗伤口的对象包括哺乳类，例如人类。在一些情况下，哺乳动物可能患有糖尿病，并且皮肤伤口可以是慢性糖尿病皮肤伤口。所述抑制剂可以多种形式输送到皮肤伤口，例如药膏，或所述抑制剂的给药可以是腹膜内的，例如静脉内给药。

因此，本发明提供了一种治疗哺乳类动物皮肤伤口的治疗方法。所述方法可包括，对有伤口例如慢性皮肤伤口的哺乳动物施用有效量的本文所述的化合物或组合物。所述发明还提供了一种用于治疗皮肤伤口(例如皮肤溃疡和对皮肤的任何破损或伤害)或外科导致的伤口的化合物，这可以包括有助于这种内部伤口愈合的系统治疗。

MMP-2和MMP-9的显著上调在慢性创伤中被发现。慢性伤口液中较高水平的MMP-9与临床上较为严重的伤口相关联。较低水平的TIMP也见于慢性伤口。如本文所述，现在已经确定，选择性的明胶酶抑制剂在慢性伤口的治疗中是有效的。

本发明所述的组合物和方法可用于帮助伤口处理。所述术语“伤口处理”是指治疗方法能够诱导和/或促进伤口的修复，包括但不限于，阻止组织损伤如坏死，促进组织的生长和修复，减少或消除伤口已有的微生物感染并预防新的或进一步的微生物感染的增加或移生。所述术语可进一步包含减少或消除由伤口引起的痛感。

所述用于伤口处理方法的治疗组合物可包含表面活性剂，其可用于清洁伤口或有助于所述施用的组合物的杀菌活性。合适的表面活性剂包括，但不限于，磷脂如卵磷脂，包括大豆卵磷脂和洗涤剂。所述表面活性剂，被选择用于伤口或皮肤表面，通常是温和的，并且不会导致大的刺激或对患者产生进一步的组织损伤。

“伤口”是指对身体的损伤，包括但不限于，由创伤、暴力、事故或手术引起的损伤。伤口可能是由膜组织(例如皮肤)的撕裂或断裂引起，并且通常会损害下面的组织。伤口可能发生在皮肤局部位置或者内部。慢性伤口可能由疾病引起，包括但不限于：糖尿病；内部器官疾病，包括但不限于肝脏、肾脏和肺脏疾病；癌症；或其他任何延缓愈合过程的病症。

自然愈合的发生有明确定义的阶段。急性皮肤伤口的自然愈合需要1-3周的生物过程，恢复皮肤和下面组织的完整和功能。这种伤口可能是由于皮肤的刮伤、磨损、割裂、擦伤、切口、撕裂或挫伤所致。如果所述伤口在4-12周内没有愈合，就可被认为是慢性的。在慢性伤口的情况下，伤口可能在愈合阶段之一减轻，或者在愈合的一般阶段不再发展。慢性伤口可能存在于短暂时段，例如一个月，或者也可能经历数年。

术语“慢性皮肤伤口(chronic skin wound)”包括但不限于，皮肤溃疡、褥疮、压疮、糖尿病溃疡和疮痍，以及其他的皮肤病症。慢性皮肤伤口可以是任何大小、形状或深度，并且与正常和健康皮肤的色素相比可能会出现变色。慢性皮肤伤口可以是出现出血、肿胀、渗脓或流脓或其它液体，引起疼痛或导致局部运动困难或疼痛。慢性皮肤伤口可以被感染，引起身体发热，以及产生乳白色、黄色、绿色或棕色等颜色的并且是无气味或有刺激性气味的脓或排出物。如果感染，慢性皮肤伤口可以是红色的、柔软的或者摸起来是热的。

导致慢性皮肤伤口的原因可以包括糖尿病，血液供应不良、低血氧，由于低血压或者由于阻隔、堵塞或变窄的血管而造成的血流下降。低血氧可能是由某些血液、心脏和肺部疾病和/或通过吸烟而引起。慢性皮肤伤口也可由反复的皮肤损害引起，例如组织内的肿胀或高压，或伤口区域的持续压力。慢性皮肤伤口可由脆弱或受损的免疫系统引起。免疫系统的弱化或伤害可能是由年龄的增加、辐射、营养不良和/或诸如抗癌药和类固醇的药物引起。慢性皮肤创伤口也可是由于细菌、病毒或真菌感染，或异物体而引起。

术语“糖尿病”是指任何一种的代谢病症，特点在于过度的排尿和持久的口渴。过多的尿是由尿分泌抑制激素的缺乏所引起，例如尿崩症中出现的，或者糖尿病中高血糖导致的多尿症。

术语“1型糖尿病”是指两种主要类型糖尿病的第一种，其特点为症状的突然发作(通常在青春期早期)，胰岛素贫乏以及外源性胰岛素的依赖性。它是由胰腺β细胞所产生胰岛素的缺失而引起。控制不足时会出现高血糖、蛋白质消耗和酮体形成。高血糖症导致溢出性糖尿、渗透尿、高渗血症、脱水和糖尿病酮酸中毒，可发展至头晕和恶心、昏迷，甚至致命的高渗性昏迷。与血管(尤其是微血管病)相关的血管病变会影响视网膜、肾脏和小动脉基膜。也可能出现多尿、烦渴、贪食、失重、感觉异常、视力模糊和过敏。

词组“2型糖尿病”是指两种主要类型糖尿病的第二种，发病的峰值在50-60岁之间，其特征在于，逐渐出现由代谢紊乱(糖尿及其后果)引起的一些症状和饮食控制，有或没有口服降血糖剂，但无需外源胰岛素。基础胰岛素分泌维持在正常或降低的水平，但胰岛素的释放响应被延迟或降低，可能涉及胰腺β细胞的有缺陷的葡萄糖受体。它通常伴有血管病患，尤其是较大的血管，从而导致过早的动脉粥样硬化、心肌梗塞或中风综合征。

糖尿病患者可能发展形成慢性皮肤伤口、手术造成的内部伤口，或者不借助本文所述的治疗方法就不能完全治愈的其它医学病症。

综合疗法

在下文的描述中，“组分(b)将被理解为代表本文所述的一种或多种用剂(例如，化学式I的化合物)。因此，如果组分(a)和(b)被认为是被相同地或独立地处理，组分(b)的每一种用剂也被视为是被相同地或独立地处理。组分(a)和(b)可配置在一起于单一的剂量单位(换言之，结合在一起，例如，在一种洗剂、乳膏、凝胶、软膏或制剂中)作为组合产品。当组分(a)和(b)不是一起配制在单一的剂量单位，该组分(a)可以与组分(b)同时给药，或者按照任何其它的顺序。例如，可以先施用组分(a)，然后再施用组分(b)，或者可以按照相反的顺序给药。如果组分(b)包含一种以上的用剂，例如血栓溶解剂和NSAID，这些用剂可以一起施用或者以任何顺序分别施用。当不在同一时间给药时，组分(a)和(b)的给药时间间隔可以是小于约1天，或小于约10小时，或在某些实施例中为约1小时。

如医药领域从业技术人员所理解的，本发明所述的联合治疗的剂量可根据各种因素而改变，例如具体用剂的药效动力学特点及其施用方式，受试者的年龄、健康状况和体重，症状的性质和程度，同时进行的治疗方法的种类，治疗的频率以及所要达到的效果，正如上文所述。组分(a)和(b)的适当剂量由本医疗领域从业技术人员是能够容易确定的。按通常的指导方法，通常日剂量可为每种成分约10毫克至约1.5克。如果组分(b)代表不止一种化合物，通常日剂量可为组分(b)法人每种用剂的约10毫克至约1.5克。按通常指导方法，当组分(a)和组分(b)的化合物被组合给药时，相对于作为单一药物单独施用以治疗疾病和有关症状的情形，鉴于上述组合物的协同效应，所述每种化合物的剂量可以减少大约50-80％。

可用于治疗本文所述疾病和相关症状的药剂盒，其包括治疗有效量的、包含组分(a)的化合物和组分(b)的一种或多种化合物的药物组合物，置于一个或多个无菌容器内，也都在本发明的范围内。容器的灭菌可通过采用本领域技术人员已知的常规灭菌方法进行。组分(a)和组分(b)可以置于同一无菌容器中或在分别的无菌容器中。所述材料的无菌容器可包括分别的容器，或者根据需要是带有一个或多个部分的容器。组分(a)和组分(b)可以是分开的，或者物理地结合成如上所述的单一剂型。所述药剂盒还可以根据需要进一步包括一种或多种不同常规药用试剂盒的组分，例如，一种或多种药学上可接受的载体，用于混合组分的额外的小瓶等，这对本领域技术人员而言是易于理解的。在药剂盒中还可包括使用说明书，作为插页或标签用以显示给药组分的量、用药指南和/或各成分的混合规则。

本发明所述的MMP抑制剂可选择性地共同施用有神经保护剂施用，其用于治疗例如阿尔茨海默氏症或其它神经或眼科疾病(例如青光眼)，包括但不限于美金刚或其衍生物。

本发明所述的MMP抑制剂可选择地与以下至少一种药剂共同给药：

抗青光眼剂，β肾上腺素能阻断剂，碳酸酐酶抑制剂，缩瞳药，拟交感神经剂，乙酰胆碱阻断剂，抗组胺，抗病毒药物，喹诺酮，抗炎剂，非甾体抗炎剂，甾体抗炎剂，抗抑郁药(例如，5-羟色胺再摄取抑制剂SSRIs)，精神治疗剂，抗焦虑剂，止痛剂，抗癫痫剂，抗惊厥剂，抗高血压剂加巴喷丁，苯并卟啉光敏剂，免疫抑制性代谢物，巴比妥酸盐，苯并二氮杂类，GABA抑制剂，乙内酰脲，抗精神病，安定剂，抗运动障碍剂，肾上腺素能剂，三环类抗抑郁药，抗-降血糖，葡萄糖溶液，多肽激素，抗生素，血栓溶解剂，血液稀释剂，抗心律失常药，皮质类固醇，癫痫病剂，胆碱酯酶抑制剂，多巴胺阻断剂，抗震颤麻痹药，神经弛缓剂，肌肉松弛剂，抗焦虑，肌肉松弛，CNS兴奋剂，止吐剂，β肾上腺素阻断剂，麦角衍生物，苯氧丙酚胺，羟色胺剂，止痛剂，选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs)，单胺氧化酶抑制剂，抗感染剂，核苷类逆转录酶，蛋白酶抑制剂，血栓溶解剂比如tPA。

具体地，所述的MMP抑制剂可选择地与以下至少一种药剂共同给药：

β肾上腺素能阻断剂，碳酸酐酶抑制剂，胆碱酯酶抑制剂，胆碱能(缩瞳)，广谱抗炎剂，前列腺素，三环类抗抑郁药，精神治疗药物，抗焦虑剂，止痛剂，抗癫痫剂，在神经性疼痛具有镇痛作用的三环类抗抑郁药，亚麻酸，辅酶，维生素，免疫抑制抗代谢物，抗病毒，共聚物，巴比妥酸盐，苯并二氮杂类，GABA抑制剂，乙内酰脲，镇定剂，抗精神病，去甲麻黄碱，肽，抗菌剂，组织纤溶酶原激活物(PA)，血液稀释剂/抗凝血剂，心脏刺激剂，碳酸酐酶抑制剂，卡马西平的酮类衍生物，乙酰胆碱酯酶，抗精神病药物，生物碱，GABA-B受体拮抗剂，苯并二氮杂，抗帕金森药，抗抑郁药，CNS兴奋剂，受体拮抗剂，β肾上腺素阻断剂，麦角衍生物(抗偏头痛)，抗惊厥药，5-羟色胺(5-HT)受体拮抗剂，抗躁狂剂，SSRI，MAOI，助剂附属抗感染剂，抗病毒剂或蛋白酶抑制剂。

另外，MMP抑制剂可选择性地与以下至少一种药剂共同给药：

马来酸噻吗洛尔，噻吗洛尔，倍他洛尔HCl；乙酰唑胺半水合物；溴莫尼定酒石酸盐；布林佐胺，多佐胺；乙酰唑胺；二乙氧膦酰硫胆碱碘；匹鲁卡品HCl；乌诺前列酮异丙酯；拉坦前列素；阿米替林；阿坎酸；奋乃静；氯氮卓；马来酸曲米帕明；氯氮卓HCl；阿普唑仑；羟嗪二盐酸盐；氨甲丙二酯；多西平HCl；羟嗪双羟萘酸盐；阿斯匹林；对乙酰氨基酚；布洛芬；氟吡汀卡马西平；氟吡汀；拉莫三嗪；苯妥英钠；己酮可可碱；硫辛酸；左卡尼汀；生物素；尼克酸；牛磺酸；维替泊芬；硫唑嘌呤；干扰素β1；干扰素β1；环磷酰胺；甲氨蝶呤；纽莫克散；米佛巴比妥；戊巴比妥；劳拉西泮；氯硝西泮；氯氮二钾盐；磷苯妥英钠；奥氮平；氟哌啶醇；三氟拉嗪；氟奋乃静；苯丙醇胺；伪麻黄素HCl；丙咪嗪；胰高血糖素，胰高血糖素相关肽-1；胰高血糖素相关肽-2；青霉素G、N、O或V：氨苄青霉素，氯霉素；佛波醇；肝素；D-葡糖胺与1-艾杜糖醛或D-葡萄糖醛酸；华法林；肾上腺素；胺碘酮；利多卡因；硝酸甘油；显示神经保护作用的戊基、丁基、异丁基或其他硝酸盐的硝酸异山梨酯；阿替洛尔；地塞米松；氢化泼尼松；乙酰唑胺；苯妥英；塞加宾HCl；加巴喷丁；奥卡西平他克林；多奈哌齐；利凡斯的明；氟哌啶醇；吩噻嗪；利血平；四苯喹嗪；溴麦角隐亭；硫必利；巴氯芬；地西泮；盐酸苯海索；阿米替林；苯丙胺；哌甲酯；阿密曲替林；氯米帕明；多拉司琼；格拉司琼；石杉碱甲；甲氧氯普胺；氢噻吗洛尔；地塞米松；甲哌氯丙嗪马来酸盐；心得安；艾索米塞普丁；阿替洛尔；美托洛尔；那多洛尔；麦角胺；酒石酸二氢麦角胺；那拉曲坦；舒马曲坦；利扎曲坦；佐米曲普坦；盐酸丙咪嗪；多巴胺；氯氮平；丙戊酸；阿密曲替林；丙咪嗪HCl；氯米帕明；苯丙胺；双羟萘酸丙咪嗪；哌甲酯；苯妥英；苯巴比妥；阿密曲替林；双羟萘盐酸；去甲替林；曲唑酮，奈法唑酮；舍曲林；氟西汀，帕罗西汀；苯乙肼；反苯环丙胺；促红细胞生成素，为一种糖蛋白；免疫球蛋白类(γ-球蛋白)；四氢大麻酚类；阿利维A酸；拉米夫定；扎西他滨；阿巴卡韦；利托那韦；茚地那韦和奈非那韦；其化学名称在本领域是公知的并且公开于在U.S.Publication No.2009/0209615(Liption et al.)，并且通过引用并入本文。所述MMP抑制剂可以与其它的MMP抑制剂共同给药，包括公布在下述专利文献中的化合物：U.S.Patent Nos.6,703,415(Mobashery et al.)和7,928,127(Lee et al.)，PCT Publication No.WO 2011/026107(Mobashery et al.)；and U.S.Publication No.2013/0064878(Chang et al.)，这些专利文献通过引用并入本文。任何上述化合物可以是以药学上可接受的盐、溶合物(例如单或二水合物)或它们的任意组合的形式使用。

药用盐和溶合物

本发明还包括本文所述以化学式表示的化合物的药学上可接受的盐和/或溶合物，例如本文前述的那些化合物和文中所列举的具体化合物，以及使用这些盐和/或溶合物的治疗方法。

“药学上可接受的盐”是指以本文所述化学式表示的化合物的游离酸或碱的盐，其是无毒的、生物学上可耐受的或生物学上适合施用于受试者的的。一般参见于S.M.Berge，et al.，“Pharmaceutical Salts”，J.Pharm.Sci.，1977，66：1-19，and Handbook ofPharmaceutical Salts，Properties，Selection，and Use，Stahl and Wermuth，Eds.，Wiley-VCH and VHCA，Zurich，2002。优选的药学上可接受的盐是那些药理学上有效的，适合接触患者组织且无异常毒性、刺激性和反应性过敏的。

药学上可接受的盐包括无机酸的加成盐，例如盐酸盐、氢溴酸盐、碘酸盐、卤化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、重碳酸盐、二磷酸盐和硝酸盐，或有机酸盐的加成盐，例如醋酸盐、丙二酸盐、马来酸盐、延胡索酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、苯甲酸钠盐、抗坏血酸盐、甲苯磺酸酯盐、甲磺酸盐、三氟甲基磺酸盐、扑酸盐、硬脂酸盐、α-酮戊二酸盐和α-甘油磷酸盐。在本发明的范围内，当它们可以被使用时，是指从诸如钠或氢氧化钾的碱形成的盐。关于其他药学上可接受的盐的例子，可以参考″Salt selection for basicdrugs″，Int.J.Pharm.(1986)，33，201-217。

文中所述化学式表示的化合物可以拥有足够酸性的基团、足够碱性的基团或这两种类型的功能团，并且能够与一些无机碱或有机碱以及无机酸和有机酸发生相应的反应，从而形成药学上可接受的盐。药学上可接受的盐的实例包括硫酸盐类、焦硫酸盐类、硫酸氢盐类、亚硫酸盐类、亚硫酸氢盐类，磷酸盐类、磷酸一氢盐类、磷酸二氢盐类、偏磷酸盐类、焦磷酸盐类、氯化物类、溴化物类、碘化物类、乙酸盐类、山嵛酸盐类、苯磺酸盐类、丙酸盐类、癸酸盐类、辛酸盐类、丙烯酸盐类、甲酸盐类、异丁酸盐类、己酸盐类、庚酸盐类、丙炔酸盐类、草酸盐类、丙二酸盐类、丁二酸盐类、辛二酸盐类、癸二酸盐类、富马酸盐类、马来酸盐类、丁炔-1，4-二酸酯类、己炔-1，6-二酸酯类、苯甲酸盐类、氯代苯甲酸盐类、甲基苯甲酸盐类、硝基苯甲酸盐类、羟基苯甲酸盐类、甲氧基苯甲酸盐类、邻苯二甲酸盐类、磺酸盐类、二甲苯磺酸盐类、苯基乙酸盐类、苯基丙酸盐类、苯基丁酸盐类、柠檬酸盐类、乳酸盐类、γ-羟丁酸盐类、乙醇酸类、酒石酸盐类、甲烷磺酸盐类、丙磺酸盐类、萘-1-磺酸盐类、萘-2磺酸盐类和扁桃酸盐类。

如果文中所述的以化学式表示的化合物包含碱性氮，所要求的药学上可接受的盐可以利用本技术领域的任何合适的方法来制备，例如，游离碱的处理使使用无机酸，例如盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、硝酸、硼酸、磷酸等等，或者使用有机酸，例如乙酸、苯乙酸、丙酸、硬脂酸、乳酸、抗坏血酸、马来酸、草酰乙酸、羟乙磺酸、琥珀酸、草酸、延胡索酸、丙二酸、丙酸、草酸、乙醇酸、水杨酸、油酸、棕榈酸、月桂酸、糖醛酸如葡萄糖醛酸或半乳糖醛酸、α-羟基酸比如扁桃酸或柠檬酸或酒石酸、氨基酸比如天冬氨酸或谷氨酸、芳香酸比如苯甲酸或2-乙酰氧基苯甲酸或萘酸或肉桂酸、磺酸比如烷基磺酸或p-甲苯磺酸或甲基磺酸或甲磺酸、本文实施例中给出的酸的任何相容的混合物，以及基于本领域普通技术水平视为等同或可接受的替代物的任何其他的酸和混合物。

如果文中所述的以化学式表示的化合物包含酸基团，如羧酸或磺酸，所需要的药学上可接受的盐可以使用任何适合的方法来制备，例如，游离酸的处理利用无机碱或有机碱，例如胺(一级二级或三级)、碱金属氢氧化物、碱性金属氢氧化物、本文实施例中给出的那些碱的任何相容的混合物，以及基于本领域普通技术水平被视为等同或可接受的替代物的任何其他的碱和混合物。说明性例子的适合的盐包括有机盐类，其来自于氨基酸例如甘氨酸和精氨酸，氨，碳酸盐类，碳酸氢盐类，一级、二级和三级胺，以及环胺例如苄胺、吡咯烷类、哌啶、吗啉和哌嗪；以及无机盐类，其来自钙、钾、镁、锰、铁、铜、锌、铝和锂。

术语“溶合物”是指具有与其固体结构结合的一个或多个溶剂分子的固体化合物。溶合物可以是当化合物从溶剂中结晶出来时形成，其中一个或多个溶剂分子成为晶体整体的部分。本文所述分子式表示的化合物可以是溶合物，例如，乙醇溶合物。同样，“水合物”是指具有与其固体结构结合的一个或多个水分子的固体化合物。水合物是溶合物的一种子群。水合物可以是当化合物从水中结晶出来时形成，其中一个或多个水分子成为晶体整体的部分。本文所述分子式的化合物可以是水合物。

药物制剂本文所述的化合物可被用来制备用于疗法的药物组合物，例如，通过与药学上可接受的稀释剂、赋形剂或载体相结合。所述化合物能够以盐或溶合物的形式加入载体。例如，在化合物是足够碱性或酸性来形成稳定的无毒的酸性或碱性盐的情况下，用所述化合物作为盐施用可能是恰当的。举例来说，药学上可接受的盐可以是有机酸加成盐，其是由可形成生理上可接受的阴离子的酸形成，例如，甲苯磺酸盐、甲基磺酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、丙二酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、苯甲酸、抗坏血酸盐、α-酮戊二酸盐和β-甘油磷酸盐。也可以形成合适的无机盐，例如盐酸盐、卤化物、硫酸盐、硝酸盐、重碳酸盐和碳酸盐。

药学上可接受的盐可以使用本领域熟知的标准过程获得，例如通过诸如胺的强碱性化合物与合适的酸反应来生成生理上可接受的离子化合物。羧酸的碱金属(例如，钠、钾或锂)或碱土金属(例如，钙)的盐也可以通过类似方法制备。

本文所述分子式的化合物可以配置成药物组合物，以各种剂型施用于哺乳动物宿主，例如人类患者。所述剂型可以特别地配置适用于选定的给药途径，例如，口服或肠胃外给药，通过静脉内、肌肉内、局部的或皮下的途径。

本文所述的化合物可以是系统的施用，结合有药学上可接受的载体，例如惰性稀释剂或可吸收的可食用载体。对于口服给药，化合物可以被包覆于硬壳或软壳胶囊、压成片剂或直接放入患者的食物。所述化合物也可以结合一种或多种赋形剂，用作可吸收的片剂、口含片剂、锭剂、胶囊、药酒、悬浮液、糖浆、包片等剂型。所述组合物和配制剂通常含有至少0.1％的活性化合物。所述组合物和配制剂的百分比是可变化的，方便地可以是给定单位剂型重量的约0.5％至约60％、约1％至约25％或约2％至约10％。在这类可用于治疗用的组合物中的活性化合物的量可以是能够达到有效剂量浓度的量。

所述片剂，锭剂、丸剂和胶囊等等也可以包含一种或多种下面的材料：粘合剂，例如黄芪胶、刺槐、玉米淀粉或明胶；辅料，例如磷酸氢钙；崩解剂，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉、褐藻酸等等；以及润滑剂，例如硬脂酸镁。可以加入甜味剂，例如蔗糖、果糖、乳糖或阿斯巴甜；或调味剂，例如薄荷、冬青油或樱桃调味。当单位剂型是胶囊，其可以包括，除上述类型以外的材料之外，液体载体，例如植物油或聚乙二醇。各种其他不同材料可以作为包覆层或以其他方式改变单位剂型的物理形式。例如，片剂、丸剂或胶囊可以涂覆明胶、蜡、紫胶或糖等。糖浆或酏剂可以含有活性化合物、蔗糖或果糖作为甜味剂，甲基和丙基苯甲酸酯作为防腐剂，染料和诸如例如樱桃或橘子味的调味剂。用于制备任何单位剂型的任何材料应是药学上可接受的，且在规定量范围内是基本无毒的。此外，所述活性化合物可以被用于缓释制剂和药品。

活性化合物可通过是通过输注或注射进行静脉内或腹腔内给药。活性化合物或其盐的溶液可以在水中制备，选择性地可与无毒的表面活性剂混合。分散液可以在甘油、液体聚乙二醇、三醋酸甘油酯或它们的混合物中，或者在药学上可接受的油中制备。在一般的储存和使用条件下，制剂可以含有防腐剂以防止微生物的生长。

适合于注射或输注的药物剂型可以包括无菌的水溶液、分散液或包含有适于即时制备无菌的可注射或输注溶液或分散液的活性成分的无菌粉末，任选地可封装在脂质体中。最终药物剂型，在生产和储存条件下，应该是无菌的、液态的和稳定的。液态载体或赋形剂可以是溶剂或液体分散介质包含，例如水、乙醇、多元醇(如甘油、丙二醇、液体聚乙二醇等)、植物油、无毒的甘油酯，和它们合适的混合物。可以保持适当的流动性，例如，通过脂质体的形成，或在分散液的情况下通过保持所需的颗粒大小，或通过使用表面活性剂。对微生物作用的预防作用可以通过采用各种抗菌和/或抗真菌剂，例如，苯甲酸酯、氯丁醇、酚、山梨酸、硫柳汞等等。在很多情况下，可能优选地包含等渗剂，例如，糖、缓冲液或氯化钠。可注射组合物的缓慢吸收可以是通过采用能够延缓吸收的用剂，例如，硬脂酸铝和/或明胶。

无菌注射溶液可以通过将在合适溶剂中的所需量的活性化合物与以上列举的各种其他成分混合来制备，根据需要，可以选择性地包括后续的过滤杀菌。在用于制备注射用无菌溶液的无菌粉末情况下，制备方法可以包括真空干燥和冷冻干燥技术，形成活性成分加上溶液里带有的任何合适成分的粉末。

对于外用给药，化合物可以以纯的形式提供，例如，当它们是液体时。当然，合适的是活性剂以组合物或制剂的形式在皮肤上给药，例如，结合皮肤学上可接受的载体，其可以是固体、液体、凝胶或类似的。

有用的固体载体包含精细粉碎的固体，例如滑石粉、粘土、微晶纤维素、硅土、铝土等。有用的液体载体包括水、二甲基亚砜(DMSO)、醇、乙二醇、或水-醇/乙二醇混合物，在所述液体载体中化合物可以被溶解或分散成有效的程度，还选择性地借助于非毒性表面剂。可以加入助剂，例如香味剂和额外的抗菌剂，用来优化所需用途中的性能。所得液体组合物的施用可采用吸水垫，可用来浸透绷带和其它敷料，或者用来通过使用泵式或气溶胶喷雾器喷在患处。

增稠剂，例如合成聚合物、脂肪酸、脂肪酸盐和酯、脂肪醇、改性纤维素或改性矿物材料，也可以和液体载体一起形成可涂抹的膏剂、凝胶、软膏、肥皂等，直接应用到使用者的皮肤。

用于将活性剂输送到皮肤的皮肤用组合物的实例在本领域是已知的，例如，参见U.S.Patent Nos.4,992,478(Geria)、4,820,508(Wortzman)、4,608,392(Jacquet et al.)和4,559,157(Smith et al.)。所述皮肤用组合物可以和本文所述的化合物组合使用，其中所述皮肤用组合物的成分可以选择性被本文所述的化合物取代，或者，本文所述的组合物可以添加到所述皮肤用组合物。

本文所述化合物的有用剂量可以通过比较它们的体外活性和在动物模型中的体内活性来确定。将有效剂量从小鼠和其他动物外推至人类的方法为本技术领域所公知，例如，参见U.S.Patent No.4,938,949(Borch et al.)。一种化合物或其活性盐或衍生物用于治疗的量是不同的，不仅与特定化合物或盐的选择有关，还和给药途径、被治疗疾病的状况以及患者的年龄和生理条件有关，并且最终应由相关的医生酌情决定。

所述化合物可以方便地以单位剂型给药，例如，含有5至1000mg/m²、较方便的10至750mg/m²、更方便的50to>2的活性成分每单位剂型。所需剂量可以方便地以单剂量或分剂量在适当的时间间隔给药，例如，每天2、3、4或更多的分剂量。所述分剂量还可以进一步被分开为例如非连续的不严格的时间间隔进行给药。

本发明提供了用于哺乳动物治疗癌症的方法，包括对患癌症的哺乳动物施用本文所述的有效量的化合物或组合物。哺乳动物包括灵长类动物、人类、鼠、犬、猫、牛、羊、马、猪、羊、牛等。癌症是指任何不同类型的恶性肿瘤，例如，结肠癌、乳腺癌、黑色素瘤和白血病，并且一般来说其特点是恶性细胞增殖，例如，生长失控、缺乏分化、局部组织入侵和转移。本发明化合物用于治疗癌症的效果可以通过本领域已知的技术手段来确定。例如，治疗方案的设计、毒性评估、数据分析、杀伤癌细胞数的量化和移植瘤筛查的生物学意义都是已知的。本发明还提供了处理伤口的治疗方法，所述例如包括慢性伤口和糖尿病患者的伤口和神经系统疾病例如脑卒中和创伤性脑损伤相关的伤口，以及提供了可用来评估在不同疾病和失调，例如本文所述的疾病和失调中MMPs作用的化合物。

以下实施例是用来对上述发明内容进行说明，而不应被解释为缩小发明的范围。本领域技术人员应很容易的认识到所述实施例能够提示本发明可以通过很多其他方法来实施。应当理解，在本发明的范围内可以进行很多的变化和修改。

实施例

缩写：ADAM，解聚素和金属蛋白酶；AUC，浓度-时间曲线下面积；BBB，血脑屏障；BOC，叔丁氧羰基；m-CPBA，间氯过苯甲酸；CNS，中枢神经系统；DIEA，N，N-二异丙基乙胺；DMF，二甲基甲酰胺；DMSO，二甲基亚砜；ESI，电喷雾电离；HCTU，O-(1H-6-氯苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸盐；MMP，基质金属蛋白酶；MOCAc，(7-甲氧基香豆素-4-基)乙酰基；MRM，多反应监测；MS，质谱；TEA，三乙胺；THF，四氢呋喃；TIMP，金属蛋白酶组织抑制剂；TLC，薄层色谱；UPLC，超高效液相色谱。

实施例1.穿过血脑屏障的选择性水溶性和缓慢结合基质金属蛋白酶-2和-9抑制剂

本发明提供选择性MMP抑制剂，例如p-氨基甲基恶二唑(4)，p-氨基甲基(5，ND-336)，p-乙酰氨基甲基(6，ND-378)和p-胍基(7)，化合物SB-3CT(1)的类似物，及其使用方法。所述化合物比1更具水溶性10至14,000倍，保留对MMP-2的缓慢结合抑制作用，并且可以穿过血脑屏障(BBB)。p-乙酰氨基甲基类似物(化合物6)是MMP-2的选择性纳摩尔缓慢结合抑制剂，其不抑制密切相关的MMP-9或MMP-14。由于化合物6从靶标MMP-2的缓慢解离，即使6的浓度低于Ki值，也导致MMP-2的持续抑制。该抑制剂是治疗干预和研究MMP-2在神经疾病中作用的有用工具。p-氨基甲基衍生物(化合物5)是MMP-2，MMP-9和MMP-14的水溶性纳摩尔缓慢结合抑制剂，并且具有抑制这些酶的停留时间比与MMP-9结合的金属蛋白酶1或2(TIMP-1或TIMP-2)的组织抑制剂长6-10倍。

化学：关于p-氨基甲基恶二唑(4)，p-氨基甲基(5，ND-336)，p-乙酰氨基甲基(6，ND-378)和1的衍生物p-胍基(7)的合成被概述如反应方案1如下。由4-巯基苯酚(8)的烯丙基化得到化合物9(Ikejiri et al.，J.Biol.Chem.2005，280，33992-34002)，其与4-氟苄腈反应得到二苯醚10。化合物10与羟胺反应，然后将Boc-甘氨酸加成到氨肟生成恶二唑衍生物12，其进一步氧化成相应的环氧乙烷13，随后与硫脲反应得到Boc保护的环硫乙烷14。使用4N HCl在1，4-二恶烷中进行Boc保护得到所需的环硫乙烷4。采用LiAlH₄还原10，接着通过Boc保护得到15。从15合成化合物5，采用从12合成4的类似方法。在TEA存在的情况下，使用乙酰氯对5进行N-乙酰化，得到化合物6。将2与N，N′-二-Boc-1H-吡唑-1-甲眯反应，使用N，N-二异丙基乙胺(DIEA)作为碱，容易地得到环硫乙烷18，然后利用HCl气体进行Boc保护，得到p-胍基衍生物7。

反应方案1.抑制剂4、5、6和7的合成^a

^a试剂和条件：(a)烯丙基溴，K₂CO₃，94％；(b)4-氟苄腈，Cs₂CO₃，DMF，100℃，82％；(c)羟胺(50％水溶液)，EtOH，回流；(d)Boc-甘氨酸，HCTU，DIEA，DMF，100℃，78％，两步；(e)m-CPBA，CH₂Cl₂，0℃至室温(～22℃)，8天，36-74％；(f)硫脲，MeOH/CH₂Cl₂，室温，24h，58-78％；(g)4N>2Cl₂，0℃至室温，24h，98-99％；(h)LiAlH₄，THF；(i)(Boc)₂O，l₂，MeOH/CH₂Cl₂，55％，两步；(j)乙酰氯，TEA.THF，0℃至室温(～22℃)，66％；(k)N，N′-二-Boc-1H-吡唑-1-甲脒，DIEA(2.2eq)，THF，室温，24h，68％；(1)HCl(气)，EtOAc/CH₂Cl₂，0℃，3min，95％。

实验部分

化学作用.所有的反应都在氮气保护下进行，除非另有说明。¹H和¹³C>

4-(4-(烯丙基硫)苯氧基)苯甲腈(10).9(1.45g，8.72mmol)，4-氟苯甲腈(1.01g，8.38mmol)和Cs₂CO₃(4.26g，13.1mmol)的混合物在DMF(50mL)中被加热至100℃并持续3.5h。在加入饱和含水LiBr(250mL)后，混合物由己烷//EtOAc萃取(9∶1)。合并的有机层经水和盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥，并经减压浓缩。所得残留物经硅胶柱层析纯化(己烷/EtOAc，97∶3)，得到油状物5(1.84g，82％)。¹H>3)δ7.77-7.52(m，2H)，7.49-7.30(m，2H)，7.14-6.82(m，4H)，5.87(ddt，J＝16.9，10.0，6.9Hz，1H)，5.29-4.93(m，2H)，3.53(dt，J＝6.9，1.1Hz，2H).¹³C>3)δ161.6，153.9，134.4，133.7，132.7，132.4，121.0，119.0，118.2，118.1，106.3，38.2.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>16H₁₄NO[M+H]⁺，268.0791；found，268.0799。

(E)-4-(4-烯丙基硫)苯氧基)-N′-羟基苯甲脒(11).化合物10(865mg，3.24mmol)和羟胺(793μL，50％于水，12.9mmol)在乙醇(40mL)中的溶液回流1.5h。减压蒸干溶剂得到11为白色固体，其未经进一步纯化就直接用于下一步骤。

t-丁基((3-(4-(4-(烯丙基硫)苯氧基)苯基)-1，2，4-恶二唑-5-基)甲基)氨基甲酸酯(12)。在Boc-甘氨酸(692mg，3.95mmol)和11(989mg，3.29mmol)在DMF(16mL)中的溶液中加入DIEA(1.05mL，5.93mmol)。在所得混合物中于室温下加入，于100℃搅拌持续3h。这时，TCL监测显示原料完全转化.。该溶液经由EtOAc和LiBr水溶液纯化。所述水层经EtOAc萃取，合并后的有机层经饱和NaHCO₃和盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥，真空浓缩。所得残留物经硅胶柱层析纯化(hexanes/EtOAc，85∶15)，得到12(1.13g，78％经2个步骤)。¹H>3)δ8.03(d，J＝8.6Hz，2H)，7.43-7.35(m，2H)，7.05(d，J＝8.7Hz，2H)，7.02-6.97(m，2H)，5.95-5.80(m，1H)，5.22(s，b，1H)，5.15-5.02(m，2H)，4.64(s，2H)，3.52(d，J＝7.0Hz，2H)，1.48(s，9H).¹³C>3)δ176.7，168.1，160.2，155.7，155.2，132.9，131.2，131.0，129.5，120.7，120.4，118.6，118.0，80.9，38.5，37.4，28.6.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>23H₂₆N₃O₄S[M+H]⁺，440.1639；found，440.1634。

t-丁基((3-(4-(4-((环氧乙烷-2-基甲烷)磺酰)苯氧)苯基)-1，2，4-恶二唑-5-基)甲基)氨基甲酸酯(13).把含有12(1.04g，2.36mmol)的CH₂Cl₂(8mL)溶液浸入冰水浴，分批加入m-CPBA(2.03g，11.8mmol)。添加结束后所得溶液移出冰水浴，在室温下搅拌3d。再加入一批m-CPBA(1.02g，5.89mmol)，所得混合物在室温下搅拌额外5d。过滤悬浮液，滤液经由CH₂Cl₂稀释，用10％含水硫代硫酸钠洗涤，接着用饱和NaHCO₃和盐水洗涤。有机层经无水Na₂SO₄干燥，悬浮液过滤，溶液真空浓缩。所得产物经经硅胶柱层析纯化(hexanes/EtOAc，2∶1>1H>3)δ8.05(d，J＝8.8Hz，2H)，7.87(d，J＝8.9Hz，2H)，7.11(d，J＝8.9Hz，4H)，5.58(s，b，1H)，4.59(d，J＝5.8Hz，2H)，3.38-3.24(m，3H)，2.79-2.76(m，1H)，2.55-2.34(m，1H)，1.42(s，9H).¹³C>3)δ176.9，173.9，167.9，162.1，157.8，133.7，131.0，129.9，123.5，120.6，118.7，81.1，59.9，46.13，46.12，37.5，28.6.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>23H₂₆N₃O₇S[M+H]⁺，488.1486；found，488.1498。

t-丁基((3-(4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)苯基)-1，2，4-恶二唑-5-基)甲基)氨基甲酸酯(14)。将硫脲(55.3mg，0.73mmol)加至化合物13(161.1mg，0.33mmol)在MeOH/CH₂Cl₂(1∶1，3mL)的溶液中，所得混合物在室温下搅拌24h。减压蒸干溶剂，残留物被经由CH₂Cl₂和水分离。有机层用水和盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥，然后过滤。蒸发溶剂后得到粗品，并经硅胶柱层析纯化得到产物(130.1mg，78％)。¹HNMR(300MHz，CDCl₃)δ8.13(d，J＝8.9Hz，2H)，7.92(d，J＝8.7Hz，2H)，7.18(d，J＝8.5Hz，4H)，5.30(s，b，1H)，4.65(s，2H)，3.52(dd，J＝14.0，5.8Hz，1H)，3.22(dd，J＝14.3，7.6Hz，1H)，3.16-2.99(m，1H)，2.56(dd，J＝6.0，1.6Hz，1H)，2.18(dd，J＝5.0，1.6Hz，1H)，1.48(s，9H).¹³C>3)δ177.0，167.9，162.1，157.9，143.2，133.2，131.2，130.0，123.5，120.5，118.8，77.5，62.9，37.5，28.5，26.3，24.4.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>23H₂₆N₃O₆S₂[M+H]⁺，504.1258；found，504.1247。

(3-(4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)苯基)-1，2，4-恶二唑-5-基)甲胺·HCl盐(4).加入HCl(0.7mL，4N 1，4-二恶烷)至含有环硫乙烷14(71mg，0.14mmol)在CH₂Cl₂/EtOAc(1∶1，4mL)中的溶液。室温搅拌24h后，该混合物经减压浓缩。所得粗化合物加入乙醚碾碎，过滤后得到产物(60.5mg，98％)。¹H>3OD)δ8.32-8.12(m，2H)，8.09-7.92(m，2H)，7.42-7.20(m，4H)，4.62(s，2H)，3.65-3.41(m，2H)，3.11-3.03(m，1H)，2.53(dd，J＝6.5，1.5Hz，1H)，2.16(dd，J＝5.2，1.5Hz，1H).¹³C>3OD)δ174.7，169.2，163.0，159.8，134.8，132.4，130.8，123.8，121.4，120.0，63.1，36.2，26.9，24.1.HRMS(ESI+，m/z)：Calcd>18H₁₈N₃O₄S₂[M+H]⁺，404.0733；found，404.0746。

t-丁基4-(4-(烯丙基硫)苯氧)氨基甲酸苄酯(15).把化合物10(4.98g，18.63mmol)在THF(78mL)中的溶液在0℃下持续30min逐滴加入到含有LiAlH₄(2.12g，55.89mmol)的THF(78mL)溶液中。移除冰浴，反应混合物在室温下搅拌1.5h，直至TCL监测反应完成。溶液被再次冷却到冰水温度，并且小心地逐滴加入2.4mL水，2.4mL>2SO₄干燥。减压蒸发溶剂后得到粗伯胺，其能在下一步骤中直接使用。

在胺(4.3g，15.84mmol)和(Boc)₂O(5.2g，23.77mmol)于MeOH/CH₂Cl₂(3∶2，150mL)中的溶液中加入催化量的碘(402mg，1.58mmol，10mol％)。所述反应混合物在室温下搅拌24h，真空蒸干溶剂，然后加入EtOAc。该溶液用5％含水硫代硫酸钠和饱和NaHCO₃洗涤，无水Na2SO4干燥。溶剂被真空蒸干，所得残留物经硅胶柱层析纯化(hexanes/EtOAc，95∶5)得到化合物15(3.21g，55％经两个步骤)。¹H>3)δ7.38-7.32(m，2H)，7.31-7.25(m，2H)，6.99-6.90(m，4H)，6.17-6.09(m，1H)，5.08-5.03(m，2H)，4.85(s，b，1H)，4.29(d，J＝3.0Hz，2H)，3.49-3.47(m，2H)，1.46(s，9H).¹³C>3)δ156.8，156.4，156.1，134.0，133.2，131.4，131.2，129.2，127.2，119.3，117.7，79.7，44.4，38.8，28.6.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>21H₂₅NNaO₃S[M+Na]⁺，394.1447；found，394.1472。

t-丁基4-(4-((环氧乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)氨基甲酸苄酯(16)。化合物16的制备过程和已述的化合物13的合成过程相同。产率为36％。¹H>3)δ7.91-7.65(m，2H)，7.27-7.25(m，2H)，7.06-6.95(m，4H)，5.22(s，b，1H)，4.24(d，J＝5.1Hz，2H)，3.44-3.02(m，3H)，2.72(dd，J＝8.0，2.0Hz，1H)，2.39(dd，J＝4.8，2.0Hz，1H)，1.39(s，9H).¹³C>3)δ163.0，154.1，136.6，130.7，129.5，123.2，120.7，118.0，117.8，79.7，59.8，46.04，45.99，44.1，28.6.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>21H₂₅NNaO₆S[M+Na]⁺，442.1295；found，442.1292.。

t-丁基4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)氨基甲酸苄酯(17)。化合物17的制备过程和已描述的化合物14的合成过程相同。产率为58％。¹H>3)δ7.85(d，J＝8.7Hz，2H)，7.33(d，J＝8.7Hz，2H)，7.13-6.97(m，4H)，4.95(s，b，1H)，4.33(d，J＝5.9Hz，2H)，3.51(dd，J＝14.1，5.7Hz，1H)，3.17(dd，J＝14.1，7.8Hz，1H)，3.11-2.98(m，1H)，2.53(dd，J＝6.3，1.6Hz，1H)，2.15(dd，J＝5.1，1.6Hz，1H)，1.46(s，9H).¹³C>3)δ163.1，156.0，154.0，136.3，132.1，130.8，129.4，120.7，117.8，79.8，62.8，44.1，28.5，26.2，24.4.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>21H₂₅NNaO₅S₂[M+Na]⁺，458.1066；found，458.1089。

(4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)苯基)甲胺HCl盐(5)。化合物5的制备和所述的化合物4的合成过程相同。产率为98％。¹H>3OD)δ7.93(d，J＝8.6Hz，2H)，7.58(d，J＝8.6Hz，2H)，7.19(d，d，J＝8.4Hz，4H)，4.16(s，2H)，3.57-3.43(m，2H)，3.11-2.99(m，1H)，2.52(dd，J＝6.3，1.4Hz，1H)，2.14(dd，J＝5.1，1.4Hz，1H).¹³C>3OD)δ162.5，156.2，133.0，131.3，131.1，130.0，120.7，118.2，62.0，42.6，25.8，23.0.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>16H₁₈NO₃S₂[M+H]⁺，336.0723；found，336.0709。

N-(4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)苯基)乙酰胺(6)。乙酰氯(43.6μL，0.61mmol)的THF(0.5mL)溶液被缓慢加入化合物5(69mg，0.19mmol)和三乙胺triethylamine(85.4μL，0.61mmol)在THF(1.0mL)中的冷却溶液中。该反应混合物在冰-水浴条件下搅拌3h，回温至室温，允许搅拌过夜。该反应用饱和NaHCO₃终止，产物用CH₂Cl₂萃取。合并后的有机层用无水Na₂SO₄干燥，过滤，蒸发至干。残留物经制备TLC(hexanes/EtOAc/MeOH，14∶85∶1)纯化得到6(45.8mg，65％)。¹H>3)δ7.87(d，J＝8.5Hz，2H)，7.36(d，J＝8.5Hz，2H)，7.08(d，d，J＝8.6Hz，4H)，6.03(s，b，1H)，4.47(d，J＝5.9Hz，2H)，3.52(dd，J＝14.2，5.7Hz，1H)，3.21(dd，J＝14.2，7.7Hz，1H)，3.14-2.98(m，1H)，2.56(dd，J＝6.2，1.6Hz，1H)，2.18(dd，J＝5.1，1.6Hz，1H)，2.07(s，3H).¹³C>3)δ170.1，163.0，154.5，135.8，132.6，130.9，129.9，120.8，118.0，63.0，43.3，26.2，24.4，23.4.HRMS(ESI+，m/z)：calcd>18H₂₀NO₄S₂[M+H]⁺，378.0828；found，378.0836。

1-(4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)苯基)-2，3-二(叔丁氧基羰基)胍(18)。将DIEA(31μL，0.17mmol)加至含有化合物2(56.8mg，0.16mmol)和(Z)-t-丁基(((叔丁氧基羰基)亚胺基)(1H-吡唑-1-基)甲基)氨基甲酸酯(44.3mg，0.14mmol)的THF(0.5mL)溶液中。得到的反应混合液在室温下搅拌24h。减压除去有机溶剂，残留物经制备TLC(hexanes/EtOAc，3∶1)纯化得到18(54.8mg，68％)。¹H>3)δ11.64(s，1H)，10.40(s，1H)，7.85(d，J＝8.7Hz，2H)，7.67(d，J＝8.7Hz，2H)，7.07(d，d，J＝8.8Hz，4H)，3.53(dd，J＝13.9，5.3Hz，1H)，3.16(dd，J＝13.9，8.1Hz，1H)，3.09-3.01(m，1H)，2.54(dd，J＝6.1，1.6Hz，1H)，2.16(dd，J＝4.8，1.6Hz，1H)，1.52(s，s，18H)；¹³C>3)δ163.6，163.3，153.8，153.6，151.5，134.3，132.0，131.0，124.3，121.2，117.8，84.2，80.2，62.9，28.4，28.4，26.4，24.6；HRMS(ESI+，m/z)：calcd>26H₃₄N₃O₇S₂[M+H]⁺，564.1833；found，564.1836。

1-(4-(4-((环硫乙烷-2-基甲基)磺酰)苯氧)苯基)胍HCl盐(7).氯化氢气体在冰-水温度下持续3min通过含有化合物18(37.1mg)的CH₂Cl₂/EtOAc(1∶1，3mL)溶液。随后减压去除有机溶剂得到7(37.1mg，95％)。¹H>6)δ9.92(s，1H)，7.91(d，J＝8.8Hz，2H)，7.50(s，3H)，7.34(d，J＝8.8Hz，2H)，7.28-7.16(m，4H)，3.66(m，2H)，2.99(m，1H)，2.56(dd，J＝6.0，1.0Hz，1H)，2.16(dd，J＝5.0，1.0Hz，1H).¹³C NMR(126MHz，DMSO-d6)δ162.5，157.0，153.7，133.3，132.7，131.5，128.1，122.2，118.4，61.3，27.7，24.6.HRMS(ESI+)：calcd>16H₁₈N₃O₃S₂[M+H]⁺，364.0784；found，364.0770。

酶抑制作用的研究.人重组活性MMP-2和MMP-7，以及MMP-3和MMP-14/MT1-MMP的催化域购自EMD Chemicals，Inc.(San Diego，CA，USA)；MMP-1，MMP-8和MMP-9的人重组催化域购自于Enzo Life Sciences，Inc.(Farmingdale，NY，USA)；人重组活性ADAM9and ADAM10购自于R&D Systems(Minneapolis，MN，USA)。荧光底物MOCAc-Pro-Leu-Gly-Leu-A2pr(Dnp)-Ala-Arg-NH₂(用于MMP-2，MMP-7，MMP-9and>2(用于MMP-3)购自于Peptides>2(用于MMP-1，MMP-8和ADAM10)和Mca-PLAQAV-Dpa-RSSSR-NH₂(用于ADAM9)购自于R&D>m值之前已经被报道于Gooyit>

计算分析.MMP-2蛋白质坐标获自于我们先前的QM/MM研究(Zhou et al.，J.Chem.Theory Comput.2010，6，3580-3587)。MMP-9和MMP-14的坐标下载自蛋白数据库(分别是1GKC和3MA2的PDB编码)，制作是使用Protein Preparation Wizard来自Maestro v9.3.5(Schrodinger LLC，Portland，OR，USA)。化合物的制备使用了LigPrep v2.55。化合物的分子对接到MMPs的催化位点是利用Glide v5.8进行，对环硫乙烷基团施加和核心限制而评分是根据Standard Precision(Friesner et al.，J.Med.Chem.2004，47，1739-1749)。

动物.小鼠(雄性CD-1，6-7周大，～30g体重，无特定病原体)购自于Charles RiverLaboratories，Inc.(Wilmington，MA，USA)。小鼠被饲喂Teklad 2019 Extruded RodentDiet(Harlan，Madison，WI，USA)，提供水自由饮用。动物被关在聚碳酸酯的鞋盒状笼子里，其包括Bed-o′Cobs 1/4″(The Andersons Inc.，Maumee，OH)/Alpha-dri(SheperdSpecialty Papers，Inc.，Richland，MI)铺垫，在72±2°F温度下具有12h光亮/12h黑暗的周期。

动物给药量和样品收集.化合物4，5，6，和7配制为浓度为1.25mg/mL的溶液。化合物4，5和7溶解于73％水/20％丙二醇/7％DMSO。化合物6溶解于61％水/72％丙二醇/12％DMSO。对小鼠以120-μL单静脉计量给药化合物4，5，6或7(相当于5mg/kg，n＝3每时间点)。给药溶液的灭菌作用，以及血浆和脑的收集程序是根据Gooyit et al.(J.Med.Chem.2013，56，8139-8150)。

样品分析.血浆和脑组织样品的制备方法，以及用于定量分析的校准曲线，已经被描述于Gooyit et al.(J.Med.Chem.2013，56，8139-8150)。样品的分析采用超高效液相色谱(UPLC)/(+)电喷射离子化(ESI)-多反应监测(MRM)和反相C18柱(RSLC 120 C18，2.2μm，2.1×100mm，Dionex，Sunnyvale，CA，USA)。色谱和质谱条件已经被报道于Gooyit et al.(J.Med.Chem.2013，56，8139-8150)，以下除外：毛细管电压，锥电压，引出电压和射频透镜电压被分别设置为4.6kV，25V，3V和0.1V；锥气体流量设定为50L/h(氮)。MRM转换为404→209对于化合物4，319→182对于化合物5，378→182对于化合物6，364→227对于化合物7和300→93对于内标19。

血浆和脑内的化合物的定量分析利用了化合物对内部标准的峰面积比，以及从校准曲线得到的线性回归参数。判定系数(R²)为＞0.99，且浓度达到100μM时分析是线性的。

药物动力学参数.表3中列出的药代动力学参数的计算方法已被报道于Gooyit etal.(J.Med.Chem.2013，56，8139-8150)。

实施例2、选择性水溶性和慢结合基质金属蛋白酶抑制剂用于创伤性脑损伤疗法、神经系统疾病和伤口愈合疗法.

创伤性脑损伤(TBI)是由原发性或继发性损伤引起的破坏性极大的疾病，可导致以持续性认知功能障碍为特征的慢性疾病过程。这种疾病过程开始于生化变化，导致数月或数年后脑细胞损伤和细胞死亡。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)最易引起生化级联反应事件从而导致继发性损伤。我们已经表明MMP-9的选择性抑制作用能减少由于TBI导致的继发性损伤。我们已经发明了水溶的选择性MMP-9抑制剂来解决TBI治疗领域的治疗需求(表2.1)。化合物ND-336和ND-378能穿过血脑屏障，且在脑内达到治疗浓度(图5)。

表2.1

明胶酶类(基质金属蛋白酶(MMP)-2和9)在多种神经系统疾病的病理学以及伤口愈合中起着重要的作用。神经系统疾病治的治疗方法发展的一个主要挑战就是＞98％的小分子药物无法穿过BBB，且在脑中达到治疗浓度。

SB-3CT(化合物1)是选择性缓慢结合和有效的明胶酶类的抑制剂，其显示了在神经系统疾病动物模型中的效力。然而，这种化合物水溶性很低。我们合成并评估了p-氨甲基恶二唑(4)，p-氨甲基(5，ND-336)，p-乙酰氨甲基(6，ND-378)和p-胍基(7)化合物，作为对化合物1的改进。这些化合物比化合物1的水溶性高10至14,000倍，保留了对MMP-2的缓慢结合抑制作用，且能穿过BBB。

p-乙酰氨甲基类似物(化合物6)是MMP-2的选择性纳摩缓慢结合抑制剂，不能抑制密切相关的MMP-9或MMP-14。由于化合物6从靶标MMP-2的缓慢解离(化合物6结合到MMP-2的停留时间为18.2±0.4min)，导致其对MMP-2的持续抑制作用，即使当化合物6的浓度降至低于Ki值时。这种抑制剂是干预治疗和研究MMP-2在神经系统疾病中所起作用的有用工具。p-氨甲基衍生物(化合物5)是MMP-2、MMP-9和MMP-14的水溶性纳摩缓慢结合抑制剂，对这些酶类的抑制作用的停留时间比那些金属蛋白酶1或2(TIMP-1或TIMP-2)的组织抑制剂，其逐步成为用于调控MMPs的蛋白抑制剂，结合到MMP-9的停留时间要长6至7倍。

慢性伤口是糖尿病的并发症之一。我们先前的研究表明MMP-9不利于伤口愈合，而MMP-8则参与伤口修复。p-氨甲基化合物ND-336比p-氨基化合物ND-322对于MMP-9有更好的选择性(表2.2)。涉及糖尿病伤口愈合的小鼠模型实验表明，ND-336比ND-322的疗效更为显著(表3和4)。

表2.2

ND-378也是MMP-2的选择性抑制剂，也能穿过BBB。通过近期在确定MMPs在癌症中作用的努力，已经发现MMP-2表达的增加与侵袭性乳腺癌、恶性前列腺癌、胰腺癌、胃癌、脑转移瘤和黑色素瘤以及肺癌脑转移具有相关性。表达MMP-2的肿瘤在脑肿瘤界面血管增加，表明MMP-2在中枢神经系统内对增强侵袭和血管生长起了作用。因此，选择性的MMP-2抑制作用可以成为治疗脑转移瘤的靶向疗法。

实施例3.在糖尿病伤口愈合中MMP-9是有害的，MMP-8是有益的，MMP-2未涉及

糖尿病的发病率在不断增加。2010年，美国8.3％的人口有糖尿病(约2580万美国人)。两年以后，患病比例上升到9.3％(2910万人)。糖尿病的一种并发症是伤口难以愈合，这导致超过60％的非创伤性截肢发生在糖尿病患者身上。2006年下肢截肢的人数为65,700，到2010年则增加到73,000。

伤口愈合包含4个阶段：止血，炎症，增生和重构。在止血过程中，血管收缩，形成纤维蛋白凝块。纤维蛋白凝块释放促炎性细胞因子和生长因子，随后是中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的浸润。中性粒细胞释放活性氧和基质金属蛋白酶(MMPs)，同时巨噬细胞诱导细胞凋亡。当凋亡细胞被清除，血管生成刺激促进上皮再形成。胶原蛋白，以及细胞外基质(ECM)成分的产生，导致重构和伤口闭合。这个过程中的任何中断、异常或延长都会导致伤口延迟愈合或者慢性伤口。

MMPs是一族锌依赖性的并且能够降解ECM的26种蛋白酶。MMPs在伤口愈合、清除多余ECM以及趋化因子和细胞因子的蛋白水解过程中起了重要作用。通常，MMP活性是通过于基质金属蛋白酶的组织抑制剂(TIMPs)络合来调节。然而，在慢性伤口内MMP活性会失调，并且MMPs的水平升高会促使ECM的过度降解，从而导致伤口愈合过程的停滞。

我们近期报道了对糖尿病小鼠的创口中MMP-8和MMP-9的识别的(Gooyit et al.，ACS Chem.Biol.2014，9，505-510)。我们使用只与活性的MMPs结合的链接有抑制剂的树脂，来排斥MMP酶原和TIMP-复合MMPs。使用这种树脂我们没有检测到MMP-2，然而我们由明胶酶谱观察到活性MMP-2带，提示MMP-2与TIMP复合。MMP-2和MMP-9已经被报道存在于糖尿病患者和糖尿病小鼠的伤口里。在这些研究中，明胶酶的水平由ELISA，明胶酶谱法，mRNA和Western blot法测定。然而，这些方法不能区分活性明胶酶和TIMP-复合明胶酶(非活性形式)。十二烷基硫酸钠被应用于明胶酶谱法，使非活性TIMP-MMP复合物变性，并且导致活性MMP带的出现。因此，据报道存在于糖尿病患者和糖尿病小鼠伤口里的MMP-2可能实际上是同TIMP复合的非活性MMP-2。

我们最近设计并合成了一种选择性MMP-2抑制剂(复合物1x)；该化合物抑制MMP-2，是缓慢结合抑制剂，其K_i值为440±60nM，但对于其他MMPs，包括MMP-8(k_i＝17,000±2,000nM)和MMP-9(28％抑制在50,000nM时)，抑制作用很弱甚至没有抑制作用(Gooyit>

我们利用化合物1x来确定其在糖尿病伤口愈合中对MMP-2的抑制效果。MMP-2抑制剂治疗组和赋型剂组之间没有观察到显著差异(第7天：23±16％对比18±21％，n＝12，p＝0.7；第10天：45±11％对比50±11％，n＝6，p＝0.5；第14天：70±15％对比75±9％，n＝6，p＝0.5，图7a和7b)。MMP-2抑制剂治疗组和赋型剂组都观察到部分上皮再形成(图7c)。因此，MMP-2的选择性抑制作用对糖尿病创面愈合没有影响。本研究证实MMP-2在糖尿病创面愈合中不起作用。遗憾的是，MMP-2在糖尿病创面愈合的作用不能被MMP-2剔除小鼠的研究所证实，由于MMP-2的消融导致MMP-9的代偿性增加，使得通过这种方法确定MMP-2的作用较为困难。

先前我们已经表明通过选择性化学抑制作用MMP-9对糖尿病伤口愈合是不利的(Gooyit et al.，J.Med.Chem.(2013)56，8139-8150)。为了证实MMP-9在糖尿病伤口愈合中的有害作用，我们利用MMP-9剔除小鼠。我们用链脲佐菌素在动物中诱发糖尿病。链脲佐菌素对胰腺的产胰岛素β细胞是高毒性的，并且形成一种I型糖尿病的动物模型(Szkudelski，Physiol.Res.(2001)50，537-546)。链脲佐菌素的治疗(150mg/kg腹腔内给药)可靠地在两周之内诱导糖尿病，由空腹血糖水平＞300mg/dL证实。还可以利用链脲佐菌素在相同背景的野生型小鼠中诱发糖尿病作为对照组。在第7天观测到MMP-9剔除小鼠组和野生型链脲佐菌素诱发糖尿病小鼠组的伤口愈合有显著差异(76±14％对比58±24％，n＝14，p＜0.05，图8a和8b)。在第14天，MMP-9剔除小鼠组的伤口闭合比野生型小鼠组的低，尽管这差异无统计学意义(95±6％对比89±9％，n＝7，p＝0.15，图8a)。部分上皮再形成在野生型链脲佐菌素诱发糖尿病小鼠组被观察到(图8b，右上)，然而，MMP-9剔除链脲佐菌素诱发糖尿病小鼠组的上皮再形成是完全的(图8b，右下)。原位明胶酶谱分析显示MMP-9剔除小鼠伤口中的明胶酶活性缺失，为荧光强度的显著下降所证实(图8b，左下)。总而言之，我们断定MMP-9基因消融加速糖尿病小鼠的伤口愈合。这些结果证实MMP-9是不利于伤口愈合的。

我们使用了独特多用的抑制剂链接树脂在糖尿病和非糖尿病伤口中鉴定活性MMP-8和MMP-9，并且显示后者的水平仅在糖尿病伤口中具有统计学意义的升高。使用MMP-9对糖尿病伤口愈合有害但是MMP-8可能起到有益作用的假说，我们通过使用ND-322选择性的抑制了MMP-9。在涉及伤口的上皮再形成的过程中，糖尿病伤口愈合更快，就如野生型小鼠中的非糖尿病伤口的情况。此外，凋亡被显着减弱。我们还使用了选择性MMP-8抑制剂，并显示糖尿病伤口的愈合被延迟，伴随着减少的上皮再形成和未减弱的凋亡。本研究揭示了选择性抑制MMP-9在糖尿病伤口愈合中的有益效果。选择性抑制剂ND-322的使用对非糖尿病性伤口没有显示任何作用——既无害也无益——从而令人感兴趣的是，将广谱MMP抑制剂伊洛马司他(也称为GM-6001)施用于大鼠、猪和人的非糖尿病伤口延迟伤口闭合并减弱上皮形成。这些发现显示同时对MMP的“良好”和“不良”广泛抑制作用对伤口愈合过程是不利的。目前糖尿病伤口的临床处置仅仅涉及伤口的清创和保持其清洁和无感染。我们在此公开的选择性MMP-9抑制策略是在糖尿病伤口治疗中首次的可能的药理干预，其在解决未被满足的医疗需求方面具有很的大前景。

方法

化合物1x的合成.选择性MMP-2抑制剂(化合物1)的是采用我们之前所描述的方法制备(Gooyit et al.，J.Med.Chem.(2013)56，8139-8150)，溶解在20％DMSO/80％丙二醇，浓度为5.0mg/mL。加药溶液和各自的赋形剂溶液穿过与Acrodisc注射过滤器(Pall LifeSciences)相连的0.2μm、直径为13mm的聚四氟乙烯膜进行灭菌处理。

动物.雌性小鼠来自于Jackson Laboratory，提供有Laboratory 5001RodentDiet(PMI)和水用以自由采食。小鼠被关在聚碳酸酯的鞋盒状笼子里，包括硬木铺垫，在72±2°F温度下具有12h光亮/12h黑暗的周期。

老鼠糖尿病伤口模型.使用被Sullivan等人验证的切除的小鼠糖尿病模型(Sullivan et al.，Plast.Reconstr.Surg.(2004)113，953-960)。所述伤口(在背部的单个8mm伤口)的形成过程如先前所描述的相同(Gooyit et al.，ACS Chem.Biol.(2014)9，505-510)。伤口被拍照并覆盖无菌3M Tegaderm^TM透明敷料(Butler>

MMP-2抑制剂研究.本研究采用雌性糖尿病db/db小鼠(BKS.Cg-Dock7m+/+Leprdb/J，8周大，38±3g，n＝24)。造成伤口的过程如之前描述。使用MMP-2抑制剂(50μL的5.0mg/mL于80％丙二醇/20％DMSO，相当于每个伤口0.25mg)或者使用赋形剂(50μL的80％丙二醇/20％DMSO)进行治疗，在伤口形成一天后开始使用，连续14天每天一次。分别在第0，7，10和14天时，在异氟烷麻醉下拍摄动物伤口的数码照片。在第14天时，处死所有小鼠。所述伤口被切除，嵌入最适切割温度(OCT)复合物，并冰冻切片，用于组织学研究。

MMP-9剔除研究.使用雌性MMP-9剔除小鼠(B6.FVB(Cg)-Mmp9^im/Tvu/J，8周大，19±2g，n＝14)和野生型小鼠(C57BLKS/6J，8周大，19±2g，n＝14，和MMP-9剔除小鼠相同背景)。在研究开始之前小鼠先在研究室适应一周。采用链脲佐菌素(Sigma)以150mg/kg剂量腹腔内给药诱导糖尿病。链脲佐菌素溶解在100mM柠檬酸钠缓冲液(pH>

小家鼠MMP-8的克隆、纯化和动力学分析.MMP-8的催化域(304-852bp)为大肠杆菌中的表达进行了优化，并且利用在基因的5′和3′端位分别侧接有独特NdeI和XhoI限制性位点的GenScript(Piscataway，NJ)进行合成。然后基因克隆到载体pET28a。所述结构被转化为大肠杆菌DH5α，验证了采用NdeI和XhoI双酶切提取质粒的正确插入，再经两个DNA链测序的验证。重组MMP-8的纯化程序的修正根据之前公布的方法(Tkalcevic et al.，Toxicol.Pathol.(2009)37，183-192)。该经过验证的构造被转化成大肠杆菌BL21(DE3)细胞。通过在20℃添加0.5mM异丙基β-D-1-硫代半乳糖苷，对MMP-8的表达进行诱导。在20小时后细胞被收集，再悬浮于缓冲液A(200mM NaCl，20mM HEPES，pH 7.5)并在冰上进行超声处理。溶解细胞在20,000g离心处理5min。颗粒物用缓冲液A轻轻洗涤以除去细胞碎片并被悬浮于缓冲液A，在20,000g离心30min，然后再悬浮于缓冲液B(6M尿素，50mM Tris(pH 8.5)，5μM>2)。未溶解的碎片于20,000g经30min离心去除。上层清液被加载到在缓冲液B中平衡的Q>2的浓度从5μM增加到50μM，从而用来进行渗析。

渗析操作包括三个步骤。首先，进行两次渗析，在1∶5的蛋白质和缓冲液C(50mMTris(pH 8.0)，200mM NaCl，100mM甘氨酸，10mM CaCl₂，3mM>3，50μM>2)中，然后在2L缓冲液D(50mM>2)中。该蛋白质溶液使用离心过滤器(PallLife Sciences)来浓缩。蛋白质的纯度通过SDS-PAGE确定为≥95％(图11)。酶的浓度由分光光度法测定，其中消光系数由ProtParam所预测(Gasteiger et al.，Proteinidentification and analysis tools on the ExPASy Server，in The ProteomicsProtocols Handbook，2005，Walker，J.M.，Ed.，pp571-607，Humana Press)(Δε₂₈₀＝19681.6M^-1em^-1)。浓缩蛋白质的等份样品在-80℃存储于50mM的Tris(pH>2，300mM NaCl，20μM>2，0.5％(w/v)Brij-35，30％丙三醇。

MMP-8和荧光底物Mca-KPLGL-Dpa-AR-NH2(R&D Systems)反应的K_m、k_cat，和V_max值在反应缓冲液(50mM>2，150mM>-1)的初始速度。参数k_cat和K_m通过在不同浓度底物中初始速度的非线性拟合来测定，使用Michaelis-Menten方程。动力学分析结果是K_m＝4.5±0.5μM，V_max＝1.07±0.03nM>cat＝0.54±0.02s-1，k_cat/K_m＝1.19x>5M^-1s^-1，活性＝926pmol/min/μg。纯化的MMP-8的催化效率比其他市售MMPs的要高。

外源性MMP-8研究.本研究使用雌性糖尿病db/db(BKS.Cg-Dock7m+/+Leprdb/J，8周大，38±3g，n＝24)。形成伤口，第二天伤口局部以MMP-8(50μL of 20μg/mL MMP-8在反应缓冲液中)或者赋形剂(50μL反应缓冲液)进行处理，连续14天每天一次。所述反应缓冲液包含50mM Tris(pH 7.5)，10mM CaCl₂，150mM>

伤口测量.拍摄照片程序的描述可见于Gooyit et al.(ACS Chem Biol.(2014)9，505-510)，在伤口上方的固定距离拍摄，且在取景范围内放一把尺作为校准。采用图像J1.48c软件来计算伤口面积。伤口闭合的

组织学评价、细胞凋亡检测和原位明胶酶谱分析.新鲜伤口组织被采集并嵌入OCT复合物。随后，该组织被冷冻切片用于H&E染色(12-μm厚)并用于细胞凋亡检测和原位明胶酶谱分析(8-μm厚)。上皮再形成采用Nikon Eclipse 90i荧光显微镜来评估，如同先前所描述(Tkalcevic et al.，Toxicol.Pathol.(2009)37，183-192)。细胞凋亡使用Derma TACSTM细胞凋亡检测试剂盒(Trevigen，Inc.)根据制造商的说明来做评估。原位明胶酶谱分析的方案由已知的方法调整而成。明胶分解活性的检测是在以DQ明胶为底物的不固定的冰冻切片中进。DQ明胶制备为浓度20μg/mL于Tris-缓冲盐水(TBS)缓冲液(50mM TBS pH 7.6，1mMCaCl₂)。一种普通MMP抑制剂在0.5mM>

统计分析.数据被表示为平均数±SD。对研究中各个组的伤口愈合进行了统计学意义上的分析，采用配对Student t-检验，其中当p＜0.05时被认为是有统计学意义的。

实施例4.药物剂型

下述制剂描述了本文所述化学式的化合物、本文具体公开的化合物，或其药学上可接受的盐或溶合物(下文称为′化合物X′)的能够用于治疗性或预防性给药的代表性药物剂型：

(iv)注射剂1(1mg/mL)mg/mL

这些制剂可以通过制药领域熟知的常规方法制备。应当理解，上述药物组合物可以根据公知的药物技术做改变，以适应不同用量和类型的活性成分′化合物X′。气雾制剂(vi)可以与标准的计量气溶胶分配器结合使用。另外，具体成分和比例是用于说明性目的。成分可以置换为合适的等同物而且比例可以根据所需剂型的期望性质进行改变。

虽然上述具体实施方式是以本文所公开的实施方式和实施例作为参考进行描述的，但是这些实施方式仅是说明性的，而不限制本发明的范围。本领域的普通技术人员可以进行更改和调整，而不背离依据所附权利要求书所定义的更宽泛的发明内容。

所有出版物、专利和专利文献在此通过引用并入本文，如同通过引用单独地并入一样。应当理解，不存在任何与本文公开不一致的限制。本发明的描述参照了各种具体和优选的实施方式和技术方案。然而，应当理解，在本发明的精神和范围内可以进行许多变化和修改。