CN102369177A

CN102369177A - 使用含氮姜黄素类似物治疗阿尔茨海默病

Info

Publication number: CN102369177A
Application number: CN2009801572240A
Authority: CN
Inventors: T·M·迪莫罗
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Codman and Shurtleff Inc; Johnson and Johnson
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2012-03-07
Also published as: WO2010074971A1; KR20110095409A; RU2011129605A; EP2382176A1; US20090326275A1; JP2012512247A; CA2746311A1; AU2009330437A1; EP2382176A4; MX2011006477A; US7745670B2

Abstract

本发明涉及一种姜黄素类似物，其中天然姜黄素被氨基酸部分改性，所述氨基酸部分增强了所述类似物经由LAT1转运蛋白穿过血脑屏障的转运。

Description

使用含氮姜黄素类似物治疗阿尔茨海默病

背景技术

在阿尔茨海默病(AD)中，来自细胞内膜的β淀粉样蛋白前体的异常裂解常常产生蛋白Aβ1-42，蛋白Aβ1-42被正常清除过程不完全清除。据报道，可溶性β淀粉样蛋白低聚物具有高的神经毒性。此外，随着时间的推移，该可溶性蛋白装配体以β淀粉样蛋白Aβ斑的形式沉积在脑组织内，导致神经元的局部破坏。Aβ斑沉积也被认为可引起小胶质细胞和巨噬细胞的炎症应答，小胶质细胞和巨噬细胞将斑块识别为异物。这些细胞被认为是通过释放致炎细胞因子和反应性氧物质(ROS)来对斑块沉积作出响应。虽然可通过引发炎症应答来清除沉积有害斑块的脑组织，但是现在认为该炎症也会伤害局部神经组织，从而使AD恶化。β淀粉样蛋白的可溶性低聚物或“ADDL”是与AD发病相关的神经毒性物质。Yang，J.Biol.Chem.，280，7，Feb.18.，2005，5892-5901(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，2005年2月18日，第5892-5901页)。

Majid Fotuhi博士在“The Memory Cure”(2003年，McGraw-Hill，NY，NY)这本书中写到：“制药公司在探究治疗阿尔茨海默病的有效药物时需要密切关注姜黄素”。

据报道，0.1-1.0μM姜黄素在分化的成神经细胞瘤细胞中抑制了β淀粉样蛋白低聚物的体外形成，并且阻断了Aβ_1-42低聚物的体外毒性。Yang，J.Biol.Chem.，280，7，Feb.18.，2005，5892-5901(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，2005年2月18日，第5892-5901页)。当在阿尔茨海默病转基因小鼠的饮食中以160ppm的低剂量提供时，姜黄素也可使可溶性β淀粉样蛋白的量减少43％。Lim，J. Neurosci.，2001，Nov.1，21(21)8370-7(Lim，《神经科学杂志》，2001年11月1日，第21卷第21期，第8370-8377页)。

据显示，姜黄素也有利于减少了β淀粉样蛋白的沉积。在中年雌性Sprague-Dawley大鼠中，500ppm饮食姜黄素可使经β淀粉样蛋白灌注诱导的β淀粉样蛋白沉积物减少约80％。Frautschy，Neurobiol. Aging，22，2001，993-1005(Frautschy，《衰老神经生物学》，第22卷，2001年，第993-1005页)。当在阿尔茨海默病转基因小鼠的饮食中以160ppm的低剂量提供时，姜黄素也可使β淀粉样蛋白斑块负荷减少约30-40％。Lim，J.Neurosci.，2001，Nov.1，21(21)8370-7(Lim，《神经科学杂志》，2001年11月1日，第21卷第21期，第8370-8377页)。这是有利的，因为据信AD导致的氧化和炎症损伤与小胶质细胞对β淀粉样蛋白沉积物的响应相关。

除了有效作用于可溶性β淀粉样蛋白之外，姜黄素还具有显著的抗氧化性质，并且还抑制了致炎细胞因子的表达。Frank，Ann.Clin. Psychiatry，2005，Oct.-Dec.17，4，269-86(Frank，《临床精神病学纪事》，2005年10月-12月，第17卷第4期，第269-286页)，以及Cole，Neurobiol.Aging，26S(2005)S133-S136(Cole，《衰老神经生物学》，第26S卷，2005年，第S133-S136页)。

因为姜黄素能够有效作用于许多AD靶标，所以据推测在70和79岁之间的印度人群中，低4.4倍的AD发病率是归功于饮食中姜黄素的高摄入。Lim，J.Neuroscience，Nov.1，2001，21(21)8370-77(Lim，《神经科学杂志》，2001年11月1日，第21卷第21期，第8370-8377页)。在那些80岁和更老的人中，印度的年龄校正的阿尔茨海默病流行性为大体上美国的比例的四分之一(4％比15.7％)。Frautschy，Neurobiol.Aging，22，2001，993-1005(Frautschy，《衰老神经生物学》，第22卷，2001年，第993-1005页)。在综述文章中已确定姜黄素为AD长期研究的最有前途候选药物之一。Frank，Ann.Clin.Psychiatry，2005，Oct.-Dec.17，4，269-86(Frank，《临床精神病学纪事》，2005年10月-12月，第17卷第4期，第269-286页)，以及Cole，Neurobiol. Aging，26S(2005)S133-S136(Cole，《衰老神经生物学》，第26S卷，2005年，第S133-S136页)。姜黄素目前是FDA批准的IND临床试验对象，在加州大学洛杉矶分校阿尔茨海默病中心(UCLA AlzheimerCenter)试点进行了轻度至中度AD患者的治疗。Cole，Neurobiol.Aging，26S(2005)S133-S136(Cole，《衰老神经生物学》，第26S卷，2005年，第S133-S136页)。

因为上面提及的姜黄素对AD症状的体内效应是通过在饮食中提供姜黄素实现的，所以似乎姜黄素能够有效地穿过血脑屏障。由于姜黄素具有高亲脂性，因此预计它能够轻松地穿过血脑屏障。Frautschy，Neurobiol.Aging，22，2001，993-1005(Frautschy，《衰老神经生物学》，第22卷，2001年，第993-1005页)。实际上，据报道体内研究表明经外周注射到老年Tg小鼠的姜黄素穿过了血脑屏障并且与淀粉样蛋白斑块结合。Yang，J.Biol.Chem.，280，7，Feb.18.2005，5892-5901(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，2005年2月18日，第5892-5901页)。

发明内容

尽管姜黄素具有有利的效果，本发明人注意到仍然存在许多与姜黄素的口服递送相关的生物利用率问题。

首先，因为姜黄素不能顺利渗入人体消化道并在肠道内发生代谢和排斥，只有不到1％的口服姜黄素进入血浆。其次，少量进入血流的姜黄素被肝脏和肾脏迅速代谢。因此，虽然姜黄素具有高亲脂性(所以容易穿过血脑屏障)，但是仅很少量的口服姜黄素能在血清和脑组织中被检测到。一项研究发现，每日摄取高达3.6g的姜黄素使血浆的姜黄素水平仅在约10nM的范围内。Sharma，Clin.Cancer Res.，2004，Oct.15，10(20)6847-54(Sharma，《临床癌症研究》，2004年10月15日，第10卷第20期，第6847-6854页)。另一项研究发现，每日摄入高达6-8g的姜黄素使血清水平达到约0.51-1.77μM范围的峰值。第三，据报道每日4,000-8,000mg范围的高口服剂量姜黄素可导致诸如头痛、皮疹和腹泻之类的问题，这些问题可能是由姜黄素的代谢物引起的。因此，似乎上面列举的血浆姜黄素浓度(10nM-1.77μM)代表实际姜黄素口服剂量的上限。Yang(上文)推断口服时高(＞5μM)浓度的姜黄素不太可能在脑组织中出现。事实上，据Wang报道，注射30mg/kg的姜黄素仅在脑组织中产生约0.15ng/mg(约0.40μM)的姜黄素峰值浓度。

此外，由于口服姜黄素能够使患者肠道和肝脏中的药物代谢酶系统失效，因此最近有人提出了患者安全问题：“基于这些数据以及抑制剂的预期组织浓度，我们预测口服类姜黄素/胡椒碱组合最可能抑制肠粘膜中的CYP3A、CYP2C9、UGT和SULT代谢”。Volak，Drug Metab Dispos.2008 May 14(Volak，《药物代谢与处置》，2008年5月14日)。另一名研究者的结论是“综合考虑，不能因天然抗氧化剂的潜在有益效果而忽略严重副作用的实际风险以及‘无效果’的较轻微可能性”。Mancuso，“Natural antioxidants in Alzheimer′s disease”.Expert Opinion on Investigational Drugs.December 2007，Vol.16，No.12，Pages1921-1931(Mancuso，“阿尔茨海默病的天然抗氧化剂”，《药物研究专家评论》，2007年12月，第16卷，第12期，第1921-1931页)。

据显示在约1μM的脑组织浓度范围内，实现了一些但不是全部的姜黄素有益治疗特性。例如，据报道0.1-1.0μM姜黄素在分化的成神经细胞瘤细胞中抑制β淀粉样蛋白低聚物的体外形成，并且阻断Aβ_1-42低聚物的体外毒性。Yang，J.Biol.Chem.，280，7，Feb.18.，2005，5892-5901(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，2005年2月18日，第5892-5901页)。然而，很多AD相关的姜黄素治疗特性还显示仅在较高姜黄素浓度下实现。例如，据Yang报道，0.25-4μM的姜黄素浓度只能最低限度地防止毒性β淀粉样蛋白低聚物的体外形成，而16-64μM的姜黄素浓度能完全防止毒性β淀粉样蛋白低聚物的形成。Yang还指出姜黄素具有抑制β淀粉样蛋白结合铜的潜力，但推断姜黄素的铜亲和力和脑组织中的潜在浓度是否足以直接改变CNSβ淀粉样蛋白的金属结合尚不清楚。

本发明涉及包含有效量姜黄素的制剂的鼻内施用。具体地讲，本发明涉及将包含有效量姜黄素的制剂经鼻内施用至嗅粘膜，姜黄素穿过筛状板并进入脑组织以治疗神经变性疾病，例如AD。

本发明的目的是通过姜黄素的鼻腔途径施用以便使姜黄素递送穿过嗅粘膜进入脑组织，进而改善姜黄素的脑组织生物利用率，并降低其有益效果所需的剂量。由于姜黄素具有高亲脂性，因此它容易穿过位于鼻腔高处的嗅粘膜，并且进入嗅神经元从而进入脑组织。这种递送模式也使姜黄素更少地进入血液循环，所以使得姜黄素代谢物的血浆浓度更低，从而引起的副作用更小。鼻内递送将通过嗅粘膜被动扩散来改善脑组织的药物生物利用率，从而避免了强烈的肝脏首过代谢，该代谢显著降低了口服姜黄素的血浆和脑组织浓度。因此，施用小剂量的姜黄素可使副作用更小，并且药物耐受性更强且更有效。与在口服或静脉注射施用后相比，通常在鼻内施用后，诸如姜黄素之类的亲脂药物会达到更高的脑组织水平。因此，姜黄素的鼻腔施用途径可帮助提高姜黄素在脑组织(作用部位)中的有效性。另外，由于姜黄素被肝脏大量代谢，鼻腔途径施用可帮助减少药物与其他也被肝脏强烈代谢的药物的相互作用。最后，因为鼻内施用的姜黄素将通过嗅粘膜被动扩散进入嗅球，嗅球通过边缘系统连接到海马区和杏仁体，据信鼻内施用的姜黄素将优先沉积于脑组织的海马区和杏仁体部分。这些区域被认为是阿尔茨海默病的原发位点。

因此，根据本发明，提供了向哺乳动物脑组织施用姜黄素的方法，该方法包括：

a)在哺乳动物鼻腔的上三分之一处施加包含姜黄素的药物组合物，其中姜黄素通过嗅粘膜吸收并且转运至哺乳动物的脑组织。

附图说明

图1a至1c公开了本发明的新型姜黄素前药(1)-(30)。

图1d公开了优选的姜黄素类似物(31)-(34)，它们是用来制备其前药的候选母体化合物。

图2至16公开了各种姜黄素衍生物，它们是姜黄素和多种其他天然多酚的杂合物。每个这些衍生物都是三酚化合物，其中姜黄素的中间二酮结构被酚基取代。所得化合物保留了姜黄素两个酚之间的间距，并且也具有另外多酚的双酚间距。

图2公开了姜黄素、白藜芦醇以及两种姜黄素-白藜芦醇杂合物的结构。注意每种杂合物如何保留姜黄素和白藜芦醇各自的酚间间距。

图3公开了制备姜黄素-白藜芦醇I杂合物的方法。

图4公开了制备姜黄素-白藜芦醇II杂合物的方法。

图5公开了制备姜黄素-白藜芦醇杂合物的方法，该杂合物中中间酚基和侧位酚基每个都有三个羟基。

图6公开了姜黄素、白藜芦醇及其杂合物，其中天然化合物的所有酚基都出现于杂合物中，该杂合物提供具有三羟基的侧位酚基和具有二羟基的中间酚基。

图7公开了制备图6的姜黄素-白藜芦醇杂合物的方法。

图8类似于图6的杂合物，但是其中保留了原姜黄素分子的甲氧基。

图9公开了姜黄素、氧化白藜芦醇及其杂合物，其中天然化合物的所有羟基/酚基都出现于杂合物中，该杂合物提供具有三羟基的侧位酚基和具有三羟基的中间酚基。

图10公开了姜黄素、白皮杉醇及其杂合物，其中天然化合物的所有羟基/酚基都出现于杂合物中，该杂合物提供具有三羟基的侧位酚基和具有三羟基的中间酚基。

图11公开了制备姜黄素-白藜芦醇杂合物的方法，其中天然化合物的所有羟基/酚基都出现于杂合物中，该杂合物提供具有三羟基的侧位酚基和具有二羟基的中间酚基。

图12公开了姜黄素、BDMC、白藜芦醇及其姜黄素杂合物，其中天然化合物的所有酚基都出现于杂合物中，该杂合物提供具有羟基去甲氧基的侧位酚基和具有羟基或二羟基的中间酚基。

图13提供了制备图12的化合物的方法，该化合物具有羟基去甲氧基侧位酚基和羟基中间酚基。

图14提供了制备图12的化合物的方法，该化合物具有羟基去甲氧基侧位酚基和二羟基中间酚基。

图15公开了姜黄素、白皮杉醇及其杂合物，其中天然化合物的大部分羟基出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供二羟基，并且在中间酚基的两个天然化合物共有位置提供单个羟基。

图16提供了制备图15的化合物的方法。

图17公开了姜黄素、3，3’，4’漆黄素和姜黄素-3，3’，4’漆黄素杂合物的结构，其中姜黄素和3，3’，4’漆黄素化合物的所有羟基都出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供二羟基，并且在每个双键的位置提供羟基。

图18公开了制备图17的姜黄素-3，3’，4’漆黄素杂合物的方法。

图19公开了姜黄素、和厚朴酚和姜黄素-和厚朴酚杂合物的结构，其中姜黄素和和厚朴酚化合物的所有羟基都出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供单个羟基，并且在每个双键的位置提供羟基。

图20公开了制备图19的姜黄素-和厚朴酚杂合物的方法。

图21公开了制备图13所得化合物与和厚朴酚的杂合物的方法，其中天然化合物的所有羟基都出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基的两个天然化合物共有位置提供单个羟基，在中间酚基提供羟基，并且在每个姜黄素双键的位置提供羟基。

图22公开了制备图15所得化合物与3，3’，4’-漆黄素的杂合物的方法，其中天然化合物的所有酚基都出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供单个羟基，并且在中间酚基的两个天然化合物共有位置提供羟基，并且在每个姜黄素双键的位置提供另外的羟基。

图23公开了典型的离子电渗疗法系统，该系统用于为AD患者递送本发明的带电荷姜黄素前药。

图24a公开了制备本发明的分子(39)的方法。分子(39)展示了天然姜黄素分子的改性，所述改性如下：天然甲氧基被羟基取代，二酮基被苯基取代，并且侧位苯基添加了氨基酸部分。

图24b公开了制备本发明的分子(42)的方法。分子(42)展示了天然姜黄素分子的改性，所述改性如下：除去天然甲氧基，二酮基被羟基苯基取代，并且侧位苯基添加了氨基酸部分。

图25a公开了制备本发明的分子(45)的方法。分子(45)展示了天然姜黄素分子的改性，所述改性如下：除去天然甲氧基，二酮基被具有氨基酸部分的羟基苯基取代。

图25b公开了制备本发明的分子(41c)的方法。分子(45)展示了天然姜黄素分子的改性，所述改性如下：除去天然甲氧基，二酮基被具有氨基酸部分的羟基苯基取代。

图26a公开了两种天然类姜黄素分子(31、33)和那些分子的杂合物，即分子(35)。

图26b公开了制备杂合物分子(35)的方法。

图27a至b示出了制备分子(46)，即分子(35)的变体的两种方法，其中该分子的中间苯基芳香环使其更有刚性。

图28示出了制备图13中合成的分子的另一种方法。

具体实施方式

如本文所用，姜黄素也称为二阿魏酰甲烷或(E，E)-1，7-双(4-羟基-3-甲氧苯基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮。姜黄素可得自天然来源，多年生草本植物姜黄(Curcuma longa L.)，它是姜科(Zingiberaceae)的成员。香料姜黄从姜黄的根茎提取，并且长期以来与印度和中国医学中使用的传统医药治疗相关。在这些传统治疗方法中姜黄通过口服或局部施用。

在一些实施例中，姜黄素经鼻内施用，以使得其在脑组织中产生的浓度为至少0.1μM，更优选至少1μM，更优选至少5μM，更优选至少20μM。

不希望受理论的约束，据信每日至少约0.2mg/kg的鼻内施用剂量足以产生上面列举的脑组织浓度。更优选地，剂量为至少1mg/kg，更优选至少10mg/kg。

据信在哺乳动物鼻腔的上三分之一处施用包含上面列举水平的姜黄素的药物组合物(其中姜黄素通过嗅粘膜吸收并且转运至哺乳动物的脑组织)，将使姜黄素在脑组织中达到这些高水平。

据了解分子的亲脂性越高，其穿过嗅粘膜和血脑屏障的倾向越大。在这方面，据报道姜黄素的辛醇∶水分配系数(log₁₀ PC)是3.29。因此，姜黄素是非常亲脂的，所以应该容易通过被动扩散穿过嗅粘膜和血脑屏障。

据进一步了解血脑屏障包含p-糖蛋白(P-gp)转运蛋白，该转运蛋白可排出很多重要的分子如药物。因此，这些泵蛋白对姜黄素的行为与姜黄素是否会穿过嗅粘膜和血脑屏障的问题相关。由于据报道姜黄素降低了P-gp的表达(Holland，Biochem.Pharmacol.2006，Apr.14，71(8)1146-54(Holland，《生化药理学》，2006年4月14日，第71卷第8期，第1146-1154页))，据信姜黄素可拮抗这些P-gp泵。除了其能够降低P-gp的表达之外，还认为姜黄素能够调节肝P-gp的功能。在包含低水平Pgp的新鲜平板培养肝细胞和包含高水平Pgp的72小时培养肝细胞中，若丹明-123(R-123)的排出(其表示Pgp介导的转运的特定功能测试)都被姜黄素以剂量依赖方式抑制。(Romiti N，Tongiani R，Cervelli F，Chieli E.Effects of curcumin on P-glycoprotein inprimary cultures of rat hepatocytes.Life Sci.1998；62：2349-58(RomitiN、Tongiani R、Cervelli F、Chieli E.，在大鼠肝细胞的原代培养中姜黄素对P-糖蛋白的作用，《生命科学》，1998年，第62卷，第2349-2358页))。

因为姜黄素的辛醇∶水分配系数(log₁₀ PC)是3.29，并且已说明姜黄素可拮抗P-gp，所以据信姜黄素将容易穿过血脑屏障。在这方面，将姜黄素的这些特性与羟嗪的那些特性比较是有帮助的。据Kandimalla，Int’l.J.Pharmaceutics，302(2005)133-144(Kandimalla，《国际制药学杂志》，302卷，2005年，第133-144页)报道，羟嗪。HCl的分子量为447.8，辛醇∶水分配系数log Doct/pH 7.4仅为2.37-2.87，并且其能够抑制P-gp。按照Kandimalla，“(羟嗪)的亲脂性与(其)抑制P-gp的能力一起，可使(其)自由地穿过嗅粘膜渗透”。因为姜黄素比羟嗪的分子量甚至更低，具有显著更高的亲脂性，并且能够降低p-gp的功能和表达，所以可合理地推断姜黄素能比羟嗪甚至更容易穿过嗅粘膜和血脑屏障。

由于姜黄素(MW＝368)和酰胺咪嗪(MW＝236)的分子量相近并且各自都是高亲脂的，因此鼻内酰胺咪嗪对酰胺咪嗪脑组织浓度的作用具有高度指导性。Barakat，J.Pharm.Pharmacol.，2006，Jan.58(1)63-72(Barakat，《药学与药理学杂志》，2006年1月，第58卷第1期，第63-72页)报道，通过鼻内给药达到的酰胺咪嗪的峰值脑组织浓度(12μg/g)是通过口服给药达到的浓度的大约四倍：

因此，如果姜黄素以近似于酰胺咪嗪的摩尔量进入脑组织(如合理预期的)，那么所得的浓度足以完全防止毒性低聚物形成并影响Aβ的金属结合。如果使用甚至更高剂量的姜黄素(高于0.2mg/kg)，那么所得的脑组织浓度预计将甚至更高。

姜黄素可与粘膜粘附剂联合给药以增强其与嗅粘膜的接触。在一些实施例中，粘膜粘附剂选自亲水性聚合物、水凝胶和热塑性聚合物。优选的亲水性聚合物包括纤维素基聚合物(例如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠)、卡波姆脱乙酰壳多糖和植物胶。

在一些实施例中，粘膜粘附剂是水溶性高分子量纤维素聚合物。高分子量纤维素聚合物是指具有至少约25,000、优选至少约65,000，并且更优选至少约85,000的平均分子量的纤维素聚合物。所用的确切分子量纤维素聚合物通常取决于所需的释药特性。例如，平均分子量为约25,000的聚合物可用于定时释放周期为最多约8小时的控释组合物，而平均分子量为约85,000的聚合物可用于定时释放周期为最多约18小时的控释组合物。甚至考虑将更高分子量的纤维素聚合物用于具有更长释放周期的组合物。例如，平均分子量为180,000或更高的聚合物可用于具有20小时或更长定时释放周期的控释组合物。

控释载体层优选由水溶性纤维素聚合物，优选高分子量纤维素聚合物组成，该聚合物选自羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、羧甲基纤维素(CMC)，以及它们的混合物。其中，最优选的水溶性纤维素聚合物为HPMC。优选地HPMC是高分子量HPMC，其所选的特定分子量用于提供所需的释药特性。

HPMC优选是高分子量HPMC，其具有至少约25,000、更优选至少约65,000，并且最优选至少约85,000的平均分子量。HPMC优选由精细颗粒组成，所述颗粒具有的粒度可使得不少于80％的HPMC颗粒能穿过80目筛网。HPMC的含量可以为约4重量％至约24重量％，优选约6重量％至约16重量％，并且更优选约8重量％至约12重量％，所述重量百分比按组合物的总重量计。

水凝胶也可用于向嗅粘膜递送姜黄素。“水凝胶”是有机聚合物(天然的或合成的)固定或凝固产生三维开放晶格结构时形成的物质，该结构可收集水分子或其他溶液以形成凝胶。凝固可例如通过聚集、凝结、疏水相互作用或交联进行。用于本发明的水凝胶可迅速凝固而使姜黄素保持于用药部位，从而消除了不希望的从该部位的迁移。水凝胶对悬浮于水凝胶中的细胞也具有生物相容性，如无毒。“水凝胶诱导物组合物”是包含所需姜黄素的水凝胶悬浮液。水凝胶诱导物组合物可形成均匀分布的诱导物，其具有明确和精确可控的密度。此外，水凝胶可负载非常大密度的诱导物。而且，水凝胶允许营养物质和废产物扩散进入和离开诱导物，该诱导物可促进组织生长。

适用于本发明的水凝胶包括含水凝胶，即具有亲水性和水不溶性特征的聚合物。参见例如Concise Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，Eds.Mark et al.，Wiley and Sons，1990(聚合物科学和工程简明百科全书，Mark等人编辑，Wiley and Sons，1990年)第458-459页中的“水凝胶”，将该公开内容以引用方式并入本文中。

在一个优选的实施例中，水凝胶是细小的粉末状合成水凝胶。合适的水凝胶表现出如下性质的最佳组合：与所选基质聚合物的相容性和生物相容性。水凝胶可包括任何下面的物质：多糖、蛋白质、聚磷腈、聚(氧化乙烯)-聚(氧化丙烯)嵌段聚合物、乙二胺的聚(氧化乙烯)-聚(氧化丙烯)嵌段聚合物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物、聚(乙酸乙烯酯)和磺化聚合物。其他优选的水凝胶包括聚(丙烯酸-丙烯酰胺)共聚物、角叉菜胶、藻酸钠、瓜耳胶和改性瓜耳胶。

通常，这些聚合物可至少部分地溶于水溶液，如水，或具有带电侧基或其一价离子盐的含水醇溶液。有很多具有可与阳离子反应的酸性侧基的聚合物的例子，如聚(磷腈)、聚(丙烯酸)和聚(甲基丙烯酸)。酸性基团的例子包括羧酸基、磺酸基和卤代(优选地氟化)醇基。具有可与阴离子反应的碱性侧基的聚合物的例子为聚(乙烯胺)、聚(乙烯基吡啶)和聚(乙烯基咪唑)。

优选的热塑性聚合物包括PVA、聚酰胺、聚碳酸酯、聚亚烷基二醇、聚乙烯醚、聚乙烯醚和聚乙烯卤化物、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylic acid)、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素，以及羧甲基纤维素钠、乙二醇共聚物。

其他适合用作粘膜粘附剂的聚合物包括脂族聚酯、聚(氨基酸)、共聚(醚-酯)、聚亚烷基草酸酯、聚酰胺、酪氨酸衍生聚碳酸酯、聚(亚胺基碳酸酯)、聚原酸酯、聚氧杂酯、聚酰氨基酯、含胺基的聚氧杂酯、聚(酸酐)、聚磷腈、生物分子(即，生物聚合物，例如胶原、弹性蛋白、生物可吸收淀粉等)及其共混物。出于本发明的目的，脂族聚酯包括(但不限于)以下单体的均聚物和共聚物及其聚合物共混物：丙交酯(其包括乳酸、D-、L-和内消旋丙交酯)、乙交酯(包括乙醇酸)、ε-己内酯、对二氧杂环己酮(1，4-二氧六环-2-酮)、三亚甲基碳酸酯(1，3-二氧六环-2-酮)、三亚甲基碳酸酯的烷基衍生物、δ-戊内酯、β-丁内酯、χ-丁内酯、ε-癸内酯、羟基丁酸酯、羟基戊酸酯、1，4-二氧杂环庚烷-2-酮(包括其二聚体1，5，8，12-四氧杂环十四烷-7，14-二酮)、1，5-二氧杂环庚烷-2-酮、6，6-二甲基-1，4-二氧六环-2-酮、2，5-二酮基吗啉、新戊内酯、χ，χ-二乙基丙内酯、碳酸乙烯酯、草酸乙烯酯、3-甲基-1，4-二氧六环-2，5-二酮、3，3-二乙基-1，4-二氧六环-2，5-二酮、6，8-二氧杂双环辛烷-7-酮。出于本发明的目的，聚(亚胺基碳酸酯)应理解为包括Kemnitzer和Kohn在“Handbook of Biodegradable Polymers”(《生物可降解聚合物手册》)，Domb等人编辑，Hardwood Academic Press，第251-272页，1997年中描述的那些聚合物。出于本发明的目的，共聚(醚-酯)应理解为包括Cohn和Younes在“Journal of BiomaterialsResearch”(《生物材料研究杂志》)，第22卷，第993-1009页，1988年中以及Cohn在“Polymer Preprints”(《聚合物预印本》)(ACSDivision of Polymer Chemistry)，第30卷第1期，第498页，1989年中描述的那些共聚醚-酯(如PEO/PLA)。出于本发明的目的，聚亚烷基草酸酯包括美国专利No.4,208,511、4,141,087、4,130,639、4,140,678、4,105,034和4,205,399中描述的那些。例如聚磷腈，由L-丙交酯、D，L-丙交酯、乳酸、乙交酯、乙醇酸、对二氧环己酮、三亚甲基碳酸酯和ε-己内酯制成的基于混合单体的共聚物、三聚物和更高阶聚合物，由Allcock在“The Encyclopedia of Polymer Science”(《聚合物科学百科全书》)，第13卷，第31-41页，Wiley Intersciences，John Wiley & Sons，1988年中，以及Vandorpe等人在“Handbook ofBiodegradable Polymers”(生物可降解聚合物手册)，Domb等人编辑，Hardwood Academic Press，第161-182页，1997年中有所描述。聚酸酐包括衍生自具有HOOC-C₆H₄-O-(CH₂)_m-O-C₆H₄-COOH(其中m是在2至8范围内的整数)形式的二元酸的那些，以及所述二元酸与具有最多12个碳的脂族α-ω二元酸的共聚物。聚氧杂酯、聚氧杂酰胺以及包含胺和/或酰氨基的聚氧杂酯在一个或多个下面的美国专利中有所描述：美国专利No.5,464,929、5,595,751、5,597,579、5,607,687、5,618,552、5,620,698、5,645,850、5,648,088、5,698,213、5,700,583和5,859,150。聚原酸酯如Heller在“Handbook ofBiodegradable Polymers”(《生物可降解聚合物手册》)，Domb等人编辑，Hardwood Academic Press，第99-118页，1997年中所描述的那些。

在一些实施例中，粘膜粘附剂选自聚(乳酸)(“PLA”)和聚(乙醇酸)(“PGA”)，及其共聚物。

在一些实施例中，粘膜粘附剂制剂包括诸如甘胆酸钠、牛磺胆酸钠、L-溶血磷脂酰胆碱、DMSO和蛋白酶抑制剂之类的渗透增强剂。

在一些实施例中，用与嗅粘膜特异性结合的分子例如增味剂标记姜黄素。

在一些实施例中，含姜黄素的药物组合物包括可药用载体、亲脂胶束、脂质体或它们的组合。优选地，亲脂胶束或脂质体包括神经节苷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸或它们的组合。

在一些实施例中，药物组合物包含对神经元的受体位点具有亲和力的物质。

根据鼻内递送的具体方法，期望延长药物组合物在鼻腔中(如嗅觉区和/或窦区中)的停留时间，例如，以增强吸收。因此，药物组合物可任选用以下物质配制：生物粘附性聚合物、胶(如黄原胶)、脱乙酰壳多糖(如高纯度阳离子多糖)、果胶(或当施加至鼻粘膜时任何可增稠为类似凝胶或发生乳化的碳水化合物)、微球体(如淀粉、白蛋白、葡聚糖、环糊精)、明胶、脂质体、卡波姆、聚乙烯醇、藻酸盐、阿拉伯胶、脱乙酰壳多糖和/或纤维素(如甲基或丙基、羟基或羧基、羧甲基或羟丙基)，它们是可增加鼻腔中停留时间的试剂。作为另一种方法，增加剂型的粘度也可提供延长药剂与嗅上皮接触的手段。药物组合物可配制成鼻腔乳状液、膏剂或凝胶，其因为它们的粘度而具有局部施用的优点。

药物组合物也可任选包含吸收增强剂，例如抑制酶活性、降低粘液粘度或弹性、减少粘膜纤毛清除作用、开启紧密连接和/或溶解活性化合物的试剂。化学增强剂在本领域中是已知的并且包括螯合剂(如EDTA)、脂肪酸、胆汁酸盐、表面活性剂和/或防腐剂。渗透增强剂在配制表现出膜渗透性差、缺乏亲脂性和/或可被氨基肽酶降解的化合物时尤其有用。吸收增强剂在药物组合物中的浓度会有所不同，这取决于选择的试剂和配方。

为了延长储存寿命，防腐剂可任选地加入药物组合物中。合适的防腐剂包括(但不限于)：苄醇、对羟基苯甲酸酯、乙基汞硫代水杨酸钠、氯代丁醇和烷基苄基二甲基氯化铵，以及上述物质的组合。防腐剂的浓度会有所不同，这取决于使用的防腐剂、配制的化合物、配方等等。在一些代表性实施例中，防腐剂以2重量％或更少的量存在。

药物组合物可任选含有如EP 0 504 263 B1中所述的增味剂，以提供味觉，帮助组合物吸入从而促进递送至嗅上皮和/或触发通过嗅神经元进行的转运。

在一些实施例中，姜黄素以药物组合物递送，该药物组合物选自液体、粉末、喷剂、滴鼻剂、凝胶、膏剂或它们的组合。

在一些实施例中，姜黄素以包含胡椒碱的药物组合物递送。

在一些实施例中，本发明的方法包括将药物组合物施加至鼻腔上三分之一的嗅区，例如嗅粘膜。在一些实施例中，本发明的方法包括将药物组合物施加至鼻腔的顶部。在一些实施例中，本发明的方法包括使用管、导管、注射器、尾管(packtail)、脱脂棉、粘膜下输注、鼻内喷雾容器或它们的组合施用药物组合物。

为了递送，提供了标准滴鼻剂可压缩喷雾容器，其具有连接到远端的细长半柔性管。管的外径小于一毫米，优选小于0.5mm，更优选小于0.25mm。管的出口孔优选位于管的远端附近的周壁，以便向上引导喷雾出口。容器上的标记可指示出口孔是否向上朝向筛状板。

因此，根据本发明，提供了鼻内喷雾装置，该装置包括：

a)具有第一开口的中空容器，

b)具有通孔的柔性管、具有第二开口的远端部分、具有第三开口的近端，

c)包含有效量姜黄素的制剂，所述姜黄素容纳于容器中，其中管近端的第三开口与中空容器的第一开口流体连接。

在其他实施例中，鼻内喷雾装置包括：

a)具有第一开口的中空容器，

b)具有通孔的柔性管、具有第二开口的侧面、具有第三开口的近端，以及具有端面的远端，

使用者引导管朝向鼻孔的内侧壁，并且向上指向，以便引导其居中位于中鼻甲之上。管的长度是预定的，以使得使用者将容器的肩部齐平地对着鼻孔时，孔与筛状板相邻。

如果担心将管插入鼻腔通道的安全性，那么管也可以为气球样的，以使得增压时膨胀至全长。

经由前鼻孔递送

据报道小于约10％的吸入气穿过嗅裂。因此，大量递送至鼻腔的姜黄素不会位于嗅粘膜。因此，本发明的目的是增加递送至嗅粘膜的姜黄素的量。

据文献报道当鼻腔中的气流具有层状特征时，鼻孔的前10％部分的层流到达嗅裂。

因此，在本发明的一些实施例中，至少25％的包含姜黄素的制剂被递送进鼻孔的前10％部分。优选地，至少50％的包含姜黄素的制剂被递送进鼻孔的前10％部分。更优选地，至少75％的包含姜黄素的制剂被递送进鼻孔的前10％部分。

在一些实施例中，可通过提供基本上位于鼻孔前10％部分的引导管来协助集中递送制剂至鼻孔前部。

在一些实施例中，提供了协助递送制剂至鼻孔前部的装置，该装置包括：

a)适于贴合鼻孔开口的环状物，以及

b)引导管，该引导管从环状物延伸并且连接至鼻孔前10％区域的环状物。

由于恰好在鼻孔开口内部的层流以约90度的角度前进，因此引导管优选也应处于该角度以便制剂递送进入那些层流。优选地，环状物为椭圆形以符合鼻孔的形状。

在使用中，使用者在操作容纳制剂的喷雾容器的同时，缓缓吸入。制剂作为层流中的气溶胶递送至引导管的前部。制剂穿过引导管并且在后端以层流中的气溶胶喷出。因此，制剂应顺着吸入产生的吸入气的层状层流进入鼻腔。一旦处于这些层流中，制剂就优先行进至嗅裂进而到达嗅粘膜。

氦

在一些实施例中，姜黄素通过可浮于空气中的载氦微泡递送至嗅粘膜。这利用了嗅粘膜位于鼻腔最高部分的事实。理论上，通常递送至鼻腔的适当尺寸的充氦微泡应向上进入鼻腔的最高点—嗅粘膜。一旦它们到达位置，可用简单的手持非侵入性超声装置使微泡爆破，从而释放它们的内容物。本发明将大大增加最终到达嗅粘膜的姜黄素的量。

因此，根据本发明，提供了为哺乳动物脑组织转运神经治疗药物的方法，该方法包括：

a)将包含神经治疗药物(优选为姜黄素)的多个微泡施加至哺乳动物的鼻腔，其中微泡比空气轻(并且优选含有氦气)，从而微泡上升至哺乳动物鼻腔的上三分之一，神经治疗药物在该处通过嗅粘膜吸收并且转运至哺乳动物的脑组织。

在其他实施例中，姜黄素以可浮于空气中的氦气丸剂中的气溶胶递送至嗅粘膜。这也利用了嗅粘膜位于鼻腔最高部分的事实。理论上，其中通常递送至鼻腔的氦丸剂和气溶胶应一同进入鼻腔的最高点—嗅粘膜。一旦它们到达位置，气溶胶可沉积在包含嗅粘膜的鼻腔壁上。本发明将大大增加最终到达嗅粘膜的姜黄素的量。

a)以氦气丸剂的形式提供包含神经治疗药物(优选为姜黄素)气溶胶雾滴的制剂，以及

b)将制剂施用至哺乳动物的鼻腔，从而制剂上升至哺乳动物鼻腔的上三分之一，神经治疗药物在该处通过鼻粘膜吸收并转运至哺乳动物的脑组织。

美国专利公布No.2003/0199594(“Shah”)公开了与气溶胶一起使用的推进剂组合物，其中该组合物包含介于70％和100％之间的氦，其中该组合物可用于鼻内喷雾装置，例如定量吸入器。Shah公开的组合物还可包括溶剂(例如诸如乙醇之类的醇)和分散剂(例如油酸)。

因此，根据本发明，提供了含有制剂的鼻内喷雾装置，该制剂包含：

a)有效量的姜黄素，以及

b)包含氦的推进剂(优选地按重量计至少约70％的氦)，以及

c)(任选地)溶剂(例如水或诸如乙醇之类的醇)，以及

d)(任选地)分散剂(例如油酸)

姜黄素前药

虽然治疗化合物的高亲脂性能使其容易穿过血脑屏障并渗入脑组织，但是高亲脂性通常也意味着该化合物不易溶于水。例如，US2003/0153512报道了亲脂性姜黄素在水中溶解度仅为约0.004mg/ml。因为鼻内制剂通常以介于50μl和200μl(通常为100μl)之间的小剂量提供，所以在单次剂量中提供足够量的亲脂性化合物以便产生治疗响应是一个问题。

因此，本发明的一个方面涉及提供水溶性前药形式的治疗化合物。前药的高水溶性允许其在单次剂量中大量提供，进入鼻粘膜并被动扩散穿过鼻粘膜。一旦前药到达脑组织边界，前药就被代谢(通常通过脑组织酯酶的化学或酶促水解反应)为母体亲脂性分子，从而扩散至脑组织块并提供治疗有益效果。

a)将包含水溶性姜黄素前药的药物组合物施用至哺乳动物鼻腔的上三分之一，其中姜黄素前药通过鼻粘膜吸收并转运至哺乳动物的脑组织。

在一些实施例中，母体亲脂性化合物是酚，该酚可通过产生具有附加极性部分或永久电荷的酯而成为水溶性的。优选地，酯具有极性部分。优选地，极性部分含有叔氮或季氮。

因此，在一些实施例中，酯含有作为极性部分的氨基链烷烃羧酸。这些化合物通过在氮化合物和羧基之间具有烷烃基的酯部分来表征。优选地，该部分具有烷基端基。更优选地，氨基链烷烃羧酸含有甘氨酸部分，更优选甲基化甘氨酸部分，例如N，N-二甲基甘氨酸。

因此，根据本发明，提供了包含氨基烷基羧酸部分的姜黄素酯前药。优选地，氨基烷基羧酸部分包括氨基链烷烃羧酸部分。在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸含有甘氨酸部分。制备此类化合物的方法可见于Pop，Pharm.Res.，Vol.13(1)1996，62-69(Pop，《药学研究》，第13卷第1期，1996年，第62-69页)。

现在参见图1a至1c，提供了本发明的新型姜黄素前药，标记为(1)至(30)。

因此，在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含单个甲基端基(1)、两个甲基端基(2)、(17)、(20)，或三个甲基端基(3)、(19)。

在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含单个乙基端基(5)、两个乙基端基(6)、(18)，或三个乙基端基(8)。

在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含单个乙基端基和单个甲基端基；单个乙基端基和两个甲基端基(10)；或两个乙基端基和单个甲基端基(9)。

在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含丙基端基。

在一些实施例中，前药是盐的形式，如化合物(3)、(8)至(14)、(17)至(20)。优选地，盐包含选自氯化物(14)(17)(18)(20)、碘化物(19)和溴化物的阴离子。

在一些实施例中，前药通过酯部分来表征，其中乙烷(17-18)或丙烷(19-20)基位于羧基和氮基之间，并且优选具有烷基端基。

在一些实施例中，前药通过酯部分来表征，其中位于羧基和氮基之间的烷烃被取代。在一些实施例中，具有位于羧基和氮基之间的乙基端基(7)。优选地，该部分具有第二烷基端基。

在一些实施例中，姜黄素前药包含氨甲酰基部分，优选(羧甲基)氨甲酰基部分(16)。(16)的(羧甲基)氨甲酰基部分可基本根据Mulholland，Annals Oncology，12，245-8(2001)(Mulholland，《肿瘤学纪事》，第12卷，第245-248页，2001年)制备。

在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含氮杂环(21、23)。在一些实施例中，杂环含有氧(23)。该部分(23)可根据Pop，Pharm.Res.，13，3，469-475(1996)(Pop，《药学研究》，第13卷第3期，第469-475页，1996年)和Trapani，Intl.J.Pharm.，175(1998)195-204(Trapani，《国际药剂学杂志》，第175卷，1998年，第195-204页)中公开的工序制备。部分(21)可根据Trapani，Intl.J.Pharm.，175(1998)195-204(Trapani，《国际药剂学杂志》，第175卷，1998年，第195-204页)中公开的工序制备。Pop，Pharm.Res.，13，3，469-475(1996)(Pop，《药学研究》，第13卷第3期，第469-475页，1996年)公开的地塞米诺具有类似(21、23)的氮杂环部分，溶解度为约5-7mg/ml。

在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含L-脯氨酸基(15)。该部分(15)可根据Altomare，Eur.J.Pharm.Sci.，20，2003，17-26(Altomare，《欧洲药物科学杂志》，第20卷，2003年，第17-26页)和Trapani，Intl.J.Pharm.，175(1998)195-204(Trapani，《国际药剂学杂志》，第175卷，1998年，第195-204页)中公开的工序制备。据Altomare报道异丙酚的L-脯氨酸酯为前药提供了约1.1mmol/ml的溶解度。

在一些实施例中，氨基链烷烃羧酸部分包含苯甲酸基团(22)。部分(22)可根据Bundgaard，Pharm.Res.，8，9，1087-1093，(1991)(Bundgaard，《药学研究》，第8卷第9期，第1087-1093页，1991年)中公开的工序制备。据Bungaard所公开，在甘氨酸部分的羧基和氨基之间提供苯甲酸部分(22)可使阿昔洛韦的溶解度在pH约7时从1.4mg/ml上升至3mg/ml，并且在pH约5时上升至约300mg/ml。

其他姜黄素甘氨酸酯公开于如下文献中：Mishra，Bioorganic & Medicinal Chemistry，13(2005)1477-86(Mishra，《生物有机及医药化学》，第13卷，2005年，第1477-1486页)；Kumar，Nucleic AcidsSymposium Series No.44，2000，pp 75-76(Kumar，《核酸研讨会论文集丛刊第44辑》，2000年，第75-76页)；Kapoor，Cancer Lett.，2007，Apr.18，248(2)245-50(Kapoor，《癌症快报》，2007年4月18日，第248卷第2期，第245-250页)；Tong，Anti-Cancer Drugs 17(3)279-187March 2006(Tong，《抗癌药物》，第17卷第3期，第279-187页，2006年3月)；以及Mishra，Free Rad.Biology & Medicine，38，(2005)1353-1360(Mishra，《自由基生物学与医学》，第38卷，2005年，第1353-1360页)。

期望的前药特性

本发明的姜黄素前药应具有三个特性：高水溶性、高水中稳定性以及在脑组织中迅速转化为姜黄素。

溶解度

文献表明，含甘氨酸的部分可为酚类化合物提供更高的水溶性，通常母体化合物的溶解度增加至25-50mg/ml的范围。低溶解度酚的溶解度增加通过甘氨酸的酯化作用进行，所述溶解度增加的例子如下：

表I

(a)Pop，J.Pharm Sci，88，11，1999，1156

(b)Takata，J.Lipid Res.，2002，43，2196

(c)Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，第5篇

(d)Hussain，J.Pharm Sci.，91：785-789，2002.

(e)Takata，Pharm.Res.，21，1，1995，18-23(报道的溶剂度为50mM)

(f)Kao，Pharm.Res.，17，8，2000，978-984

据进一步显示，pH对酚的含氮酯的溶解度有很大影响。pH对酚的含氮酯溶解度的影响如下面文献所报道：

表II

(a)Trapani，Intl.J.Pharm.，175(1998)195-204.

(b)Bundgaard，Pharm.Res.，8，9，1087-1093，(1991).

文献表明，在大多数情况下，在酸性pH(约4-5)下提供酯可使其水中溶解度增加约10倍。

据进一步显示，特定种类的类甘氨酸部分可更进一步增加酚类化合物的水中溶解度。具体地讲，很多具有另外氧的类甘氨酸部分可增加酚类化合物的水中溶解度至100-1000mg/ml浓度范围。此类化合物的例子在下面提供：

这些化合物的检验显示，每种化合物都具有末端胺被含氧部分取代的特征。它们的特征尤其在于：

a)(羧甲基)氨甲酰基部分(Mullholland，Ann.Oncology，12，245-248(2001)(Mullholland，《肿瘤学纪事》，第12卷，第245-248页，2001年))、

b)N-酰氧基甲基部分(Neilsen，Eur.J.Pharm.Sci.，2005，April，24，5，433-40(Neilsen，《欧洲药物科学杂志》，2005年4月，第24卷第5期，第433-440页))、或

c)(烷氧基)乙酰胺部分(USP 5073641)、

d)甘氨酸苯甲酸(WO90/08128)

不希望受理论的约束，据信这些部分可作为表面活性剂，它们以适当浓度产生胶束。据报道，事实上(二羟乙基)甘氨酸部分可作为表面活性剂(USP 6831108)，并且(羧甲基)氨甲酰基部分可产生胶束(Shamsi，Electrophoresis，2005，26，4138-52(Shamsi，《电泳》，2005年，第26卷，第4138-4152页))。在一个实施例中，前药部分同时含有氮和末端氧，并且形成两性离子。

因此，根据本发明，提供了包含胶束姜黄素前药的制剂。

(羧甲基)氨甲酰基部分(Mullholland)因具有高溶解度(＞20mg/ml)而特别受关注。它在血液中的迅速水解(t_1/2＝0.39小时)可能表明它也被脑组织酯酶迅速水解。最后，据显示它在水中相对稳定(t_1/2＝16.9小时)，所以可能在酸性水溶液中也非常稳定。

据报道前药转化为盐同样会增加其水中溶解度。例如，据WO90/08128(其涉及类甘氨酸酯前药)报道，此类前药转化为盐产生的水中溶解度高达15w/v％。据Jensen，Acta Pharm.Nord.，3，(1)31-40(1991)(Jensen，《北欧药学学报》，第3卷第1期，第31-40页，1991年)报道，发现一种氨基烷基苯甲酸酯的二氯盐在20℃下的水中溶解度大于40％(体积比)。最后，据美国专利No.4,482,722报道，环戊并四唑甘氨酸的加成盐的水中溶解度为约30％。

稳定性

因为本发明的制剂有利地以含水鼻喷剂的形式使用，所以本发明的酯前药应在水中保持一段时间的稳定。据显示甘氨酸酯在酸性水溶液中比在中性水溶液中更稳定。据Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，article 5(Al-Ghananeem，《美国药学科学家协会药物科技》，2002年，第3卷第1期第5篇)报道，酚酯的稳定性受到pH的影响，并且在弱酸性pH(pH 3-5)下，一种酚酯(17-DMABE₂HCl)具有的储存寿命足以配制溶液剂型，并且前药的药物鼻喷剂溶液在pH 4和25℃下的储存寿命为约19个月。相似地，Kao，Pharm.Res.，17，8，2000，978-984(Kao，《药学研究》，第17卷第8期，2000年，第978-984页)报道了L-多巴丁酯在pH 4.4下的最大稳定性，即在pH 4.4(0.05M磷酸盐缓冲液)和10℃下10％分解的估计时间经计算为2.7年，并且在弱酸性pH(pH 3-5)下，酯具有的储存寿命稳定性足以配制溶液剂型。最后，据PCT公布专利申请WO90/08128(涉及含苯甲酸的类甘氨酸酯前药)报道，在25℃和20℃下，一种氢化可的松类前药在pH 4.0水溶液中具有的储存寿命分别为6.0和10.2年。

因此，在本发明的一些实施例中，姜黄素制剂含有pH定为约3.0和5.5之间的缓冲液，优选pH在约3.5和5之间，优选pH在约4和5之间。在本发明的一些实施例中，姜黄素制剂含有pH定为约3和4之间的缓冲液。据信，制剂的pH定为这些范围，将使得制剂具有商业上令人满意的储存寿命。

在本发明的一些实施例中，还提供了包含制剂的鼻内喷雾装置，该制剂包含：

a)有效量的姜黄素，以及

b)pH定为3和5.5之间的缓冲剂。

转化速率

前药到达脑组织后，希望酯化前药以非常迅速的方式转化为其母体化合物。简而言之，前药在其从脑组织排出前应被脑组织酯酶转化为母体化合物。为了理解前药是否足以迅速转化为母体化合物，了解前药在脑组织或CSF中的停留时间是重要的。

鼻内滴入化合物的浓度与时间曲线的综述显示了具有两阶段模型特征的行为。在第一阶段，药物迅速达到峰值浓度，然后在约1-2小时内迅速减少至峰值浓度的约10-25％。第二阶段的特征在于在接下来的24小时内药物浓度的减少非常缓慢。

因此，如果药物的浓度近似为在1-2小时范围(即峰值浓度的约10-25％)内存在的浓度，那么可以认为药物可在脑组织中存在约24小时。因此，为了方便使用，前药在脑组织中转化为母体化合物的转化速率应通过不超过约12小时的半衰期t_1/2来表征。

在至少三个例子中，文献报道了含甘氨酸的酚酯被脑组织匀浆转化为母体化合物的转化速率。这些论文中的两篇报道了非常迅速的转化。据Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，article 5(Al-Ghananeem，《美国药学科学家协会药物科技》，2002年，第3卷第1期第5篇)报道，雌二醇甘氨酸酯在约1-2分钟内迅速转化为母体雌二醇。据Kao，Pharm.Res.，17，8，2000，978-984(Kao，《药学研究》，第17卷第8期，2000年，第978-984页)报道，苄基L-多巴酯(其中L-多巴母体含有甘氨酸部分)在约1分钟内迅速转化。

由于通过不超过约12小时的半衰期t_1/2来表征前药至母体的转化速率是可取的，并且文献报道了甘氨酸酯在约1-2分钟内迅速转化为母体酚类化合物的半衰期，因此显然甘氨酸前药应被认为在脑组织中完全转化为母体前药。应该指出的是，一位研究者(Trapani，Intl.J. Pharm.，175(1998)195-204(Trapani，《国际药剂学杂志》，第175卷，1998年，第195-204页))报道了异丙酚甘氨酸酯转化为母体异丙酚的速率非常慢。然而，相关的结构-活性关系的综述显示，异丙酚的羟基部分在空间上受到相邻异丙酚的异丙基的严重阻碍。不希望受理论的约束，据信这些异丙酚甘氨酸的醚氧的严重空间位阻是其由甘氨酸酯转化为异丙酚速率慢的原因。

与此相反，苄基L-多巴酯和雌二醇甘氨酸酯的醚氧都受到更小的空间位阻，所以脑组织酯酶具有从分子至少一侧自由接近醚氧的可能。因此，脑组织酯酶的水解反应可更迅速地进行。

用姜黄素甘氨酸酯进行的类似分析显示，与L-多巴和雌二醇类似，姜黄素甘氨酸酯受到更小的空间位阻，所以脑组织酯酶具有从分子至少一侧自由接近姜黄素甘氨酸酯的醚氧的可能。

此外，据另一个研究小组的报道显示，异丙酚二甲基甘氨酸酯转化为母体的速率更快，并且Trapani小组已确认该差异。请参见Altomare，Eur.J.Pharm.Sci.，20，2003 17-26(Altomare，《欧洲药物科学杂志》，第20卷，2003年，第17-26页)。

最后，Kao的论文是值得关注的，因为它报道了在脑组织匀浆和血浆中L-多巴酯转化为L-多巴具有高度相似的半衰期。Trapani还报道了，在脑组织匀浆和血浆中异丙酚甘氨酸酯转化为异丙酚的半衰期高度一致。如果在血浆中的转化用于合理估计甘氨酸酯在脑组织匀浆中的转化，那么可进一步查阅含甘氨酸的酚酯在血浆中转化为母体酚类化合物的文献。记录在下表III的文献报道了以下信息：

表III

(a)Pop，J.Pharm.Sci.，88，11，1999，1156

(b)Kao，Pharm.Res.，17，8，2000，978-984

(c)Bundgaard，Pharm.Res.，8，9，(1991)1087-1093

(d)Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，第5篇

(e)Trapani，Intl.J.Pharm.，175(1998)195-204

(f)Takata，Pharm.Res.，21，1，1995，18-23

因此，可使用文献报道的在血浆中的转化来合理估计甘氨酸酯在脑组织匀浆中的可能转化时窗(conversion window)，据显示含甘氨酸的酚酯在脑组织中转化为母体酚类化合物也非常迅速。

因此，由于无位阻的酚甘氨酸酯在脑组织匀浆中迅速转化为母体酚，并且由于二甲基甘氨酸酚酯在血浆中迅速转化，据信含甘氨酸的姜黄素酯转化成母体姜黄素化合物的转化速率在脑组织环境中将非常迅速。

如何制备前药

Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，article 5(Al-Ghananeem，《美国药学科学家协会药物科技》，2002年，第3卷第1期第5篇)教导了如何制备包含下面氨基-链烷-羧酸部分的酯：3-N，N-二甲基氨基丁基酯HCl(3-DMABE₂HCl)、3-N，N-二乙基氨基丙酰基酯盐酸盐(DEAPE₂HCl)、3-N，N，N-三甲基氨基丁基酯碘化物(3-TMABE₂碘化物)和17-N，N-二甲基氨基丁基酯HCl(17-DMABE₂HCl)；

在一些实施例中，水溶性酯前药通过酚类母体化合物与二甲基甘氨酸的反应生成。文献报道了通过酚类母体化合物与二甲基甘氨酸的反应，而使亲脂性酚类化合物成为水溶性的。例如，Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，article 5(Al-Ghananeem，《美国药学科学家协会药物科技》，2002年，第3卷第1期第5篇)报道了通过生成母体化合物的二甲基甘氨酸酯而使17B-雌二醇的水中溶解度从0.008mg/ml增加至0.8mg/ml(增加100倍)。Al-Ghananeem还发现该酯易被大鼠脑组织匀浆水解形成母体化合物，并且当与前药的可比静脉剂量比较时，前药的鼻内给药可提供高5-8倍的17B-雌二醇CSF浓度。Al-Ghananeem推断，前药提供了17B-雌二醇至脑组织的靶向鼻内递送。

在一些实施例中，从母体酚类化合物生成水溶性酯前药的操作与Hussain，J.Pharm.Sci.，91，3，March 2002，785-789(Hussain，《药物科学杂志》，第91卷第3期，2002年3月，第785-789页)中描述的方法基本一致。具体地讲，将二甲基甘氨酸HCl和乙二酰氯在40℃下温热直到HCl气体的产生停止。然后将氮气鼓入溶液以移除未反应的乙二酰氯。将所得的酰基氯溶解于二甲基甲酰胺中，并且边搅拌边逐滴加入到母体酚类化合物的二氯甲烷溶液中。将反应混合物回流3小时。然后将酯分离，并转化为HCl盐。

在一些实施例中，从母体化合物生成水溶性酯前药的操作与Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，article 5(Al-Ghananeem，《美国药学科学家协会药物科技)》，2002年，第3卷第1期第5篇)中描述的方法基本一致。具体地讲，将4-(二甲胺)丁酸盐酸盐(2.0g，0.012mol)或3-(二甲胺)丙酸盐酸盐(2.2g，0.012mol)用作原料。将氨基酸与乙二酰氯(1.6mL，0.018mol)缓缓回流一小段时间直到形成澄清的黄色溶液。然后用氮气流轻轻冲洗溶液混合物，以移除过量的乙二酰氯，留下固体(酰基氯)。

具有3-N，N-二甲基氨基丁基酯盐酸盐(3-DMABE₂HCl)、3-N，N-二甲基氨基丙酰基酯盐酸盐(3-DEAPE₂HCl)和3-N，N，N-三甲基氨基丁基酯碘化物(3-TMABE₂碘化物)部分的酚酯在适当的酰基氯合成后按照Hussian，Pharm.Res.，1988，5，1，44-47(Hussian，《药学研究》，1988年，第5卷第1期，第44-47页)中报道的步骤合成。通过将酰基氯缓慢溶解于10mL N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中来制备所述醇酯，即17-N，N-二甲基氨基丁基酯盐酸盐(17-DMABE₂HCl)，由于该反应是放热的，反应时置于冰浴中进行。然后将母体酚类化合物溶解于二氯甲烷中，并且边搅拌边将酰基氯的DMF溶液逐滴加入母体酚类化合物的溶液中；将反应混合物缓缓回流45分钟，然后过滤。用Buchi型旋转蒸发器(Westbury，New York)蒸发滤液，然后再溶解于小体积的80CHCl₃∶20MeOH中。用硅胶柱分离和纯化混合物的内容物。蒸发溶剂混合物并将产物再溶解于小体积的二氯甲烷中，然后边搅拌边将氯化氢气体小心地鼓入溶液中。通过下面方法沉淀所得酯盐酸盐：加入足够的二乙基醚使溶液浑浊，然后将混合物置于冰箱中，在4℃下过夜。通过采用Precision Scientific型D75泵(Chicago，IL)的真空干燥器在室温下蒸发溶剂来收集最终产物，并且使用前储存于干燥器中。

在一些实施例中，从母体化合物生成水溶性酯前药的操作与Takata，J.Lipid Res.，2002，43，2196-2204(Takata，《脂研究杂志》，2002年，第43卷，第2196-2204页)中描述的方法基本一致。具体地讲，将5.7mol N，N-二甲基甘氨酸HCl和5.7mmol二环己基碳二亚胺加入母体酚类化合物(4.8mmol)的干燥吡啶溶液中。将反应混合物在室温下搅拌20小时，并通过过滤除去形成的二环己基脲。溶剂蒸发后，用100ml水处理残留物并用碳酸氢钠使之成碱性。然后用乙酸乙酯(100ml×3)萃取溶液。用无水硫酸钠干燥有机层并蒸发去除乙酸乙酯。使用正己烷∶乙酸乙酯(8∶2，体积比)作为洗脱液，以填充60A孔径Wakogel LP40的快速分离柱分馏残留物。分离的酯直接收集在包含3％HCl二氧杂环己烷的异丙醚溶液中，并且在丙酮中再结晶沉淀物以生成母体酚类化合物的HCl盐。

脑组织水平

鼻内滴入姜黄素水溶性前药可将高水平的姜黄素递送至脑组织的证据可在Al-Ghananeem，AAPS PharmSciTech，2002，3，1，article 5(Al-Ghananeem，《美国药学科学家协会药物科技》，2002年，第3卷第1期第5篇)的基于雌二醇的研究中找到。17β-雌二醇是272道尔顿的酚，其辛醇/水分配系数为约log P＝3.1-4.0。因此，雌二醇与姜黄素类似，各自均是亲脂性小分子酚。同时，类似姜黄素，17β-雌二醇也受到低生物利用率的影响。此外，据Al-Ghananeem报道雌二醇不易溶于水，因此使得有效剂量(0.1ml中0.1mg)的鼻内施用不切实际。据Al-Ghananeem报道用二甲基甘氨酸部分改性雌二醇而使雌二醇的水中溶解度从0.008mg/ml增加至约0.8mg/ml(增加100倍)，以及用3-DEAPE₂HCl部分改性雌二醇而使雌二醇的水中溶解度从0.008mg/ml增加至约20mg/ml(增加超过1000倍)。因此，类似于亲脂性小分子酚的姜黄素(水中溶解度仅为约0.004mg/ml)的溶解度可大大增加。

因为人类鼻内给药剂量的典型体积最多为0.2ml，同时上面的表I报道了溶解度的增加在20mg/ml的范围内，所以鼻腔施用预计可达到最多约20mg/ml×0.2ml＝4mg/剂的载药量(payload)。因为每日两次每侧鼻孔两剂可提供每日8剂，所以据信雌二醇的鼻内施用最多约32mg/日。这个量可提供大约0.5mg/kg的体浓度。

此外，据Al-Ghananeem报道，鼻内滴入0.1mg/kg的17β-雌二醇水溶性前药可产生约30ng/ml(对于17-DMABE₂-HCl)至约66ng/ml(对于3-DMABE₂-HCl)之间的雌二醇峰值脑脊液(CSF)浓度，从而形成约0.075μM和0.15μM之间的化合物摩尔浓度。Al-Ghananeem的药代动力学结果与Kao的那些结果相当吻合，据Kao报道鼻内滴入20mg/kg L-多巴水溶性酯前药可产生约10-20μg/ml的峰值脑脊液(CSF)浓度。因此，鼻内滴入0.5mg/kg亲脂性小分子酚类化合物(例如雌二醇或姜黄素)的水溶性前药可能会形成最多约0.75μM的CSF浓度。由于，据报道0.1-1.0μM姜黄素在分化的成神经细胞瘤细胞中抑制β淀粉样蛋白低聚物的体外形成，并且阻断Aβ_1-42低聚物的体外毒性(Yang，J.Biol.Chem.，280，7，Feb.18.，2005，5892-5901(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，2005年2月18日，第5892-5901页)，据显示鼻内滴入姜黄素水溶性前药可能会允许通过可达到的给药方案来达到姜黄素的脑组织浓度，从而提供阿尔茨海默病的治疗有益效果。

两相姜黄素

在一些实施例中，姜黄素存在于制剂的两个独立相中。第一相优选为快速释放相，其可将姜黄素迅速递送至嗅粘膜。姜黄素的迅速递送将具有使代谢姜黄素的酶系统如UGT和P450瞬时失效的效应。第二相为慢速释放相，其可将姜黄素缓慢递送至嗅粘膜。一旦这些酶系统瞬时失效，慢速释放相可在基本上无酶促代谢干扰的环境中缓慢释放姜黄素。

因此，根据本发明提供了包含如下相的制剂：

a)第一快速释放相，该相包含用于使酶系统瞬时失效的有效量姜黄素，以及

b)第二慢速释放相，该相包含用于治疗神经变性疾病的有效量姜黄素。

在一些实施例中，第一快速释放相可选自粘膜粘附剂和油(例如薄荷油)。薄荷油具有独立抑制UGT和P450酶的性质。

在一些实施例中，第二慢速释放相可选自脂质体和热塑性聚合物(例如PLGA)。

根据本发明，提供了包含如下物质的制剂：

a)聚合物颗粒库，该库包含姜黄素，以及

b)粘膜粘附剂。

在一些实施例中，粘膜粘附剂呈现为聚合物颗粒库上的涂层。

在一些实施例中，粘膜粘附剂呈现为单独的颗粒。

在一些实施例中，粘膜粘附剂包含选自脱乙酰壳多糖和纤维素的化合物。

在一些实施例中，粘膜粘附剂还含有姜黄素。

在一些实施例中，聚合物颗粒库是脂质体。

在一些实施例中，聚合物颗粒库是热塑性生物可吸收聚合物。

在一些实施例中，姜黄素封装于微球体中。据Kumar，Indian J. Physiol.Pharmacol.，2002 Apr.46(2)209-17(Kumar，《印度生理学与药理学杂志》，2002年4月，第46卷第2期，第209-217页)报道，当姜黄素装载于白蛋白或脱乙酰壳多糖微球体中时，出现双相释放型，其特征在于突释效应，接着是缓慢释放。这种双相效应很好地吻合了所述需要，即释放第一剂量的姜黄素以便抑制嗅粘膜中的酶活性，接着缓慢释放第二剂量，其通过嗅神经元吸收并转运至脑组织。在一些实施例中，姜黄素封装于显示出双相释放效应的微球体中。

姜黄素对酶的抑制

虽然姜黄素易受酶促代谢的影响，但是姜黄素也称为这些酶的抑制剂。例如，据Hong，Biochem.Biophys.Res.Comm.，2003 Oct.10，310(1)222-7(Hong，《生物化学与生物物理研究通讯》，2003年10月10日，第310卷第1期，第222-227页)报道，转染了hPgP、hMRP1和hMRP2基因的细胞经姜黄素和EGCG联合处理，增加了EGCG在这些细胞中的积聚。

据报道，姜黄素可影响多药耐药蛋白1(MRP1)和多药耐药蛋白2(MRP2)。据显示姜黄素抑制了MRP-1和MRP-2介导的转运，其中IC₅₀值为15μM和5μM。Wortelboer，Chem.Res.Toxicol.，2003 Dec.16：12，1642-51(Wortelboer，《毒物学领域的化学研究》，2003年12月，第16卷第12期，第1642-1651页)。Wortelboer还验证了“MRP抑制和MRP抑制剂代谢之间的复杂相互作用”。据Chearwae，Cancer Chemother.Pharmacol.，2006，Feb.57(3)376-88(Chearwae，《癌的化疗和药物学》，2006年2月，第57卷第3期，第376-388页)报道，姜黄素可抑制MRP1，其中IC50为约14.5μM。

值得注意的是，据Hong，Biochem.Biophys.Res.Comm.2003 Oct.10，310(1)222-7(Hong，《生物化学与生物物理研究通讯》，2003年10月10日，第310卷第1期，第222-227页)报道，MRP被姜黄素抑制使得绿茶儿茶素EGCG在MDCKII/MRP1和HT-29细胞中的含量显著增加。因此，在同一制剂中同时提供姜黄素和EGCG具有独特的优点，因为姜黄素可提供治疗有益效果并且增加EGCG的生物利用率。

据显示，姜黄素主要通过葡糖醛酸化被代谢。Pan，Drug Metab. Dispos.，1999，27，1，486-494(Pan，《药物代谢与处置》，1999年，第27卷第1期，第486-494页)。然而，文献已反复证实，姜黄素也可抑制葡糖醛酸化。据Basu，Drug.Metab.Dispos.，2004，Jul.32(7)768-73(Basu，《药物代谢与处置》，2004年7月，第32卷第7期，第768-773页)报道，姜黄素可瞬时抑制人LS180结肠细胞和小鼠十二指肠中的MPA葡糖醛酸化。据Basu，PNAS，May 3，2005，102(18)6285-90(Basu，《美国国家科学院院刊》，2005年5月3日，第102卷第18期，第6285-6290页)报道，暴露于姜黄素后细胞UGT1a7和UGT1A10活性被抑制。据Basu，J.Biol.Chem.，279，Jan.9，2004，1429-1441(Basu，《生物化学杂志》，第279卷，2004年1月9日，第1429-1441页)报道，姜黄素可逆靶向UGT而发生抑制作用。通常，姜黄素在暴露约1-2小时后显示出对UGT活性的最大抑制。据Basu，Biochem.Biophys.Res.Comm.，303(2003)98-104(Basu，《生物化学与生物物理研究通讯》，第303卷，2003年，第98-104页)(图1)报道，暴露约1小时后姜黄素对UGT1A1的抑制可达到约95％，约10小时后又返回到约80％的对照值。Naganuma，Biol.Pharm.Bull.，2006 Jul.29(7)1476-9(Naganuma，《生物学与药物学通报》，2006年7月，第29卷第7期，第1476-1479页)报道了在Caco-2细胞中，在1-萘酚缀合过程中UGT活性被姜黄素适度抑制。

由于UGT受到姜黄素强烈抑制，因此建议姜黄素用于癌化学疗法的预治疗，并且据报道在MPA给药前葡糖醛酸化被姜黄素的口服预治疗瞬时抑制，导致在小鼠中抗原刺激的细胞毒性脾脏T-淋巴细胞增殖的免疫抑制增加六倍。

然而，有一位研究者((van der Logt，Carcinogenesis，24，10，1651-56，2003(van der Logt，《癌症发生》，第24卷第10期，第1651-1656页，2003年))报道了姜黄素可提高UGT活性。

因为葡糖醛酸化被姜黄素抑制是可逆的，据显示姜黄素可用于嗅粘膜的预处理，以便后面治疗剂量的姜黄素抑制酶活性，而无需考虑药物-药物相互作用。

因此，在一些实施例中，为患者鼻内施用第一剂量的姜黄素(以抑制嗅粘膜中的酶活性)，然后在第一剂量施用至少约15分钟后为患者鼻内施用第二剂量的姜黄素(以转运至脑组织)。

细胞色素p450酶在嗅粘膜中的重要性是熟知的。据Oetari，Biochem.Pharmacol.，1996，Jan.12，51(1)39-45(Oetari，《生化药理学》，1996年1月12日，第51卷第1期，第39-45页)报道，姜黄素可强烈抑制大鼠肝脏中的P450。据Thapliyal，Food Chem.Toxicol.2001，June 39(6)541-7(Thapliyal，《食品与化学品毒理学》，2001年6月，第39卷第6期，第541-547页)报道，细胞色素P450同功酶在体外和体内均受姜黄素抑制。

据Zhou，Drug Metab.Rev.，2004 Feb.36(1)57-104(Zhou，《药物代谢评论》，2004年2月，第36卷第1期，第57-104页)报道，姜黄素是Pgp的抑制剂。

在一些实施例中，将胡椒碱用作葡糖醛酸化抑制剂。据Reen，Biochem.Pharmacol.，1993，Jul.20，46(2)229-38(Reen，《生化药理学》，1993年7月20日，第46卷第2期，第229-238页)报道，胡椒碱是葡糖醛酸化的有效抑制剂。据Shoba，Planta，Med.，1998 May64(4)353-6(Shoba，《药用植物》，1998年5月，第64卷第4期，第353-356页)报道，胡椒碱的预施用可导致人体中姜黄素的生物利用率增加2000％。

在一些实施例中，葡糖醛酸化抑制剂是胡椒碱的类似物。优选地，胡椒碱类似物是抗痫灵。抗痫灵的施用对提高血清素合成也是有效的(Liu，Biochem.Pharmacol.，1984 Dec 1，33(23)3883-6(Liu，《生化药理学》，1984年12月1日，第33卷第23期，第3883-3886页))，并且已经作为抗癫痫药物进行了研究(Wang，Brain Dev.1999 Jan.21(1)36-40(Wang，《脑与发育》，1999年1月，第21卷第1期，第36-40页))。因此，其鼻内施用应该不会导致严重问题。

在一些实施例中，葡糖醛酸化抑制剂是表面活性剂。据Kurkela，J. Biol.Chem.，2003 Feb.7；278(6)3536-44(Kurkela，《生物化学杂志》，2003年2月7日；第278卷第6期，第3536-3544页)报道，几种UGT酶几乎被表面活性剂，即Triton X-100完全抑制。优选地，表面活性剂是非离子表面活性剂。

在一些实施例中，葡糖醛酸化抑制剂是黏液溶解剂，例如N-乙酰半胱氨酸(NAC)。据Takatsuka，Int.J.Pharm.，2006 Jun 19，316(1-2)124-30(Takatsuka，《国际药剂学杂志》，2006年6月19日，第316卷第1-2期，第124-130页)报道，黏液溶解剂(NAC)和表面活性剂(Triton TX-100)的联合施用使得可以协同方式促进肠吸收。据进一步报道，粘膜损伤是可逆的。

在一些实施例中，葡糖醛酸化抑制剂是NSAID。在优选的实施例中，NSAID是尼氟灭酸。Mano，Biopharm.Drug Dispos.，2006 Jan，27(1)1-6(Mano，《生物制药学与药物配伍》，2006年1月，第27卷第1期，第1-6页)报道了NSAID(具体地，尼氟灭酸)对UGT活性的抑制作用。

缓冲液对酶的抑制

在一些实施例中，使用低pH缓冲液作为葡糖醛酸化抑制剂。据Basu，PNAS，May 3，2005，102，18，6285-90(Basu，《美国国家科学院院刊》，2005年5月3日，第102卷第18期，第6285-6290页)报道，在pH 6-9范围内可得到UGT1A7对亲脂体的最大葡糖醛酸化反应，而在pH 5时UGT1A7的葡糖醛酸化活性几乎为零。相似地，据Basu，J.Biol.Chem.，279，Jan.9，2004，1429-1441(Basu，《生物化学杂志》，第279卷，2004年1月9日，第1429-1441页)报道，pH可大大改变UGT活性水平，并且pH值为5几乎抑制了UGT1A7和UGT1A10各自的所有葡糖醛酸化活性。因此，据显示低pH制剂可有效地完全抑制葡糖醛酸化活性。在本发明的一些实施例中，姜黄素制剂含有pH定为约3.0和5.5之间的缓冲液，优选地pH在约3.5和5之间，优选地pH在约4和5之间。在本发明的一些实施例中，姜黄素制剂含有pH定为约3和4之间的缓冲液。如果低于这些列举的范围，制剂的酸性性质有可能对鼻腔有刺激性。如果高于这个范围，葡糖醛酸化的抑制程度可能最小。美国专利No.6,187,332(“Gern”)公开了pH在4和5之间的缓冲流动性鼻喷制剂，它能够在人的鼻子内长期维持其pH。Gern公开了包含柠檬酸盐和磷酸盐缓冲剂的制剂。

因此，根据本发明，提供了包含制剂的鼻内喷雾装置，该制剂包含：

a)有效量的姜黄素，以及

b)pH在4和5之间的缓冲剂(优选地，柠檬酸盐或磷酸盐)，该缓冲剂能够使制剂的pH在人的鼻子内长期维持在4和5之间。

吸收促进剂

在一些实施例中，吸收促进剂是胆汁盐。Chavanpatil，Pharmazie，2005 May，60(5)347-9(Chavanpatil，《制药学》，2005年5月，第60卷第5期，第347-349页)。在优选的实施例中，胆汁盐选自脱氧胆酸钠、癸酸钠和牛胆酸钠及EDTA。

在一些实施例中，将Mg⁺²用作葡糖醛酸化抑制剂。据Wong，Biochem.J.，(1968)110，99(Wong，《生化杂志》，1968年，第110卷，第99页)报道，Mg⁺²浓度超过约10mM可有效抑制约85％的酶促葡糖醛酸化活性。

冷却

发明人意识到UGT酶可能对温度非常敏感。因此，可合理预计的是，粘膜表层温度的降低将导致UGT对姜黄素的酶促葡糖醛酸化降低。据Castuma，Biochem.J.，(1989)258，723-731(Castuma，《生化杂志》，1989年，第258卷，第723-731页)报道，当微粒体的温度从约37℃降低至约10℃时，UDP-葡萄糖醛酸基转移酶在正常豚鼠肝脏微粒体中的酶活性降低了约3倍。

因此，本发明人根据鼻粘膜的短暂冷却设计了发明，以便抑制姜黄素的葡糖醛酸化。

在一个实施例中，本发明的制剂含有冷却剂例如薄荷醇。

在一个实施例中，本发明的制剂含有吸热溶质。在优选的实施例中，吸热溶质是通过吸热过程溶于水的强盐、强酸或强碱。更优选地，吸热溶质是盐。

在一些实施例中，吸热溶质可选自碳酸氢钠(ΔH＝+19.1kJ/mol)、碳酸氢钾(ΔH＝+5.3kcal/mol)、硫酸钾(ΔH＝+23.7kJ/mol)、氯化钾(ΔH＝+17.2kJ/mol)、氯化钠(ΔH＝+3.9kJ/mol)和磷酸二氢钾(ΔH＝+19.6kJ/mol)。

在一些实施例中，吸热溶质可以是硫酸镁，它可同时促进冷却和抑制葡糖醛酸化。

a)有效量的姜黄素，以及

b)吸热溶质(优选为硫酸镁)

姜黄素难溶于水是熟知的。因为嗅粘膜是含水的，所以制剂中姜黄素穿过嗅粘膜的转运是一个问题。

因此，为了增加姜黄素穿过嗅粘膜的转运，在一些实施例中，姜黄素以包含有效量的姜黄素可混溶溶剂的制剂递送。优选地，溶剂选自DMSO和乙醇。姜黄素高度可溶于DMSO和乙醇是熟知的。当该制剂施加至鼻粘膜时，溶剂与嗅粘膜内的水混合并且使姜黄素得以溶于该混合物中。

在优选的实施例中，溶剂是DMSO。DMSO是无毒的并且也可暂时开启血脑屏障。Kleindienst，Acta Neurochir.Suppl.2006；96，258-62(Kleindienst，《神经外科学报增刊》，2006年，第96卷第258-262页)；和Scheld，Rev.Infect.Dis.，1989 Nov-Dec.；11 Suppl 7；S1669-90(Scheld，《传染病评论》，1989年11月-12月；第11卷，增刊7；第S1669-1690页)。

a)有效量的姜黄素，以及

b)溶剂，该溶剂选自DMSO和乙醇。

增加溶解度

一些实施例通过使用固态分散体来增加姜黄素的水中溶解度，所述固态分散体例如为用聚乙二醇6000(PEG 6000)或聚乙烯吡咯烷酮K-30(PVP K30)制备的那些。Ruan，J.Pharm Biomed.Anal.2005 Jul1；38(3)：457-64(Ruan，《药物和生物医学分析杂志》，2005年7月1日；第38卷第3期，第457-464页)。Paradkar，Int.J.Pharm.2004 Mar1；271(1-2)：281-6(Paradkar，《国际制药学杂志》，2004年3月1日；第271卷第1-2期，第281-286页)

一些实施例通过使用包合络合物来增加姜黄素的水中溶解度，该包合络合物例如为用β-环糊精(BCD)和羟丙基-β-环糊精(HPBCD)制备的那些。Ruan，J.Pharm Biomed.Anal.2005 Jul 1；38(3)：457-64(Ruan，《药物和生物医学分析杂志》，2005年7月1日；第38卷第3期，第457-464页)。

在一些实施例中，姜黄素可以姜黄素-PEG缀合物的形式递送，所述缀合物根据PCT公布专利申请WO2008051474和提交于2006年10月19日的美国临时申请No.60/862,057(共同授予“Safavy”)制备，将其说明书全文以引用方式并入。据Safavy报道，这些姜黄素-PEG缀合物之一的水中溶解度为约1.5g/ml。

其他姜黄素类似物

对于姜黄素及其功能片段的修饰也包括在术语“姜黄素”中，所述修饰可提高或不显著影响治疗AD的功能。此类修饰包括(例如)添加、去除或取代一个或多个官能团。这些修饰将提高或不显著改变姜黄素或其功能片段的结构、构象或功能活性。另外，可通过添加表位标签或其他序列对姜黄素或其功能片段进行修饰，所添加的表位标签或其他序列有助于纯化且不显著影响其活性。如本文所用，与姜黄素相关的术语“功能片段”意指保持其抑制氧化或防止β淀粉样蛋白低聚物形成的功能的任何姜黄素部分。如果需要，功能片段可包括有利于与抑制氧化或低聚物形成的功能协同作用的姜黄素活性区域。

另外，根据本发明，可使用众所周知的姜黄素类似物。

在一些实施例中，所述姜黄素类似物为可在美国公布的专利申请US 2006/0067998中找到的那些。

姜黄素可溶于乙醇、碱、酮、乙酸和氯仿。它不溶于水。因此姜黄素是亲脂的，且一般易于缔合脂质，如本发明的胶质药物递送体系中所使用的很多脂质。在某些实施例中，姜黄素还可配制成金属螯合物。

如本文所用，姜黄素类似物所指的那些化合物与姜黄素具有结构相似性，且对于癌细胞表现出与姜黄素相似的抗增殖或促凋亡效应。可具有类似于姜黄素的抗癌效应的姜黄素类似物包括芳姜黄酮、甲基姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素、姜黄素钠盐、二苯甲酰甲烷、乙酰姜黄素、阿魏酰基甲烷、四氢姜黄素、1，7-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮(姜黄素1)、1，7-双(胡椒基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮(胡椒基姜黄素)、1，7-双(2-羟基萘基)-1，6-庚二烯-2，5-二酮(2-羟基萘基姜黄素)、1，1-双(苯基)-1，3，8，10-十一碳四烯酸-5，7-二酮(肉桂基姜黄素)等等(Araujo和Leon，2001年；Lin等人，2001年；John等人，2002年；还可参见Ishida等人，2002年)。姜黄素类似物还可包括姜黄素的异构体，例如姜黄素的(Z，E)和(Z，Z)异构体。在一个相关的实施例中，具有类似于姜黄素的抗癌效应的姜黄素代谢物也可用于本发明中。已知的姜黄素代谢物包括四氢姜黄素和六氢姜黄素的葡糖苷酸以及二氢阿魏酸。在某些实施例中，姜黄素类似物或代谢物可制备成金属螯合物，尤其是铜螯合物。其他适用于本发明的姜黄素、姜黄素类似物和姜黄素代谢物的合适衍生物对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。

在一些实施例中，所述姜黄素类似物为可在美国公布的专利申请US 2005/0181036中找到的那些。

市售姜黄素包含三种主要组分：姜黄素(77％)、去甲氧基姜黄素(17％)和双去甲氧基姜黄素(3％)，这三种组分通常称为“类姜黄素”。如本文所用，“姜黄素”是指包括市售姜黄素这三种主要组分的一种或多种，以及这些试剂的任何活性衍生物。这包括姜黄素和类姜黄素的天然及合成衍生物，并包括超过一种类姜黄素或姜黄素衍生物的任何组合。姜黄素和姜黄素类化合物的衍生物包括美国专利申请公布20020019382中所公开的那些衍生物，该专利申请公布明确地以引用方式并入本文中。

在一些实施例中，所述姜黄素类似物为可在美国公布的专利申请US 2005/0267221中找到的那些。

在某些方面，1，7，-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮为可用于本发明的姜黄素。其他可用的姜黄素类似物(类姜黄素)包括(例如)去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素、二氢姜黄素、四氢姜黄素、六氢姜黄素、双羟基四氢姜黄素、益智酮A和益智酮B，以及它们的盐、氧化剂、还原剂、配醣和酯。此类类似物在美国专利申请20030147979和美国专利No.5,891,924中有所描述，这两个专利全文以引用方式并入本文中。

其他可用的姜黄素类似物(类姜黄素)包括二羟基姜黄素和NDGA。

姜黄素类似物的其他实例包括但不限于：(a)阿魏酸(即4-羟基-3-甲氧基肉桂酸、3，4-亚甲基二氧肉桂酸和3，4-二甲氧基肉桂酸)；(b)芳香酮(即4-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-3-丁烯-2-酮、姜油酮、4-(3，4-亚甲基二氧苯基)-2-丁酮、4-(对-羟苯基)-3-丁烯-2-酮、4-羟基苯戊酮、4-羟基苄基丙酮、4-羟基二苯甲酮、1，5-双(4-二甲氨基苯基)-1，4-戊二烯-3-酮)；(c)芳香二酮(即6-羟基二苯甲酰基甲烷)；(d)咖啡酸化合物(即3，4-二羟基肉桂酸)；(e)肉桂酸；(f)芳香羧酸(即3，4-二羟基氢化肉桂酸、2-羟基肉桂酸、3-羟基肉桂酸和4-羟基肉桂酸)；(g)芳香酮酸(即4-羟基苯丙酮酸)以及(h)芳香醇(即4-羟基苯乙醇)。可用于本发明的这些类似物及其他代表性类似物还在WO9518606和WO01040188中有所描述，所述专利全文以引用方式并入本文中。

姜黄素或其类似物可利用本领域技术人员所熟知并广泛使用的方法从植物中纯化或经化学合成。植物来源的姜黄素和/或其类似物可得自植物的提取物，所述植物包括姜黄属(Zingiberaceae Curcuma)，例如黄丝郁金(Curcuma longa)(姜黄)、郁金(Curcuma aromatica)(野生姜黄)、莪术(Curcuma zedoaria)(蓬莪术)、黄红姜黄(Curcumaxanthorrhiza)、黄姜(mango ginger)、印度尼西亚竹芋、黄莪术、黑莪术以及高良姜。从姜黄中分离类姜黄素的方法是本领域熟知的(Janaki和Bose，1967年)。另外，姜黄素可购自商业来源，例如，姜黄素可购自Sigma Chemicals Co(St.Louis，Mo.)。

可用任何常规方法制备要在本发明中使用的姜黄素及其类似物。例如，主要含有姜黄素的食品添加剂姜黄油树脂，可在高温下用乙醇、用热油和脂肪或丙二醇、或者用己烷或丙酮从室温到高温下从姜黄根茎干燥制品中提取制得。或者，它们可根据日本专利申请2000-236843、H-11-235192和H-6-9479以及美国专利申请No.20030147979中所公开的方法进行制备，所述专利申请全文以引用方式并入本文中。

在某些实施例中，可使用至少一种姜黄素和/或其类似物的纯化产物。或者，可使用它们的半纯化产物或粗产物，前提条件是其不含不可接受作为药品或食品的杂质。

优选的类似物

对于姜黄素类似物拮抗β淀粉样蛋白的药效只进行了有限测试。Park，J.Nat.Prod.，65，9，Sept.2002(Park，《天然产物杂志》，第65卷第9期，2002年9月)报道了对下列姜黄素类似物的测试，测定了其在为PC12细胞提供体外保护免受β淀粉样蛋白侵害方面的效能：

4″-(3″′-甲氧基-4″′-羟基苯基)-2″-氧代-3″-烯-丁基-3-(3′-甲氧基-4′-羟基苯基)丙烯酸酯(31)；

1-(4-羟基-3-甲氧苯基)-7-(4-羟基苯基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮(去甲氧基姜黄素)(32)；

1，7-双(4-羟基苯基)-1，6-庚二烯-3，5-二酮(双去甲氧基姜黄素)(33)；以及

1，7-双(4-羟基苯基)-1-庚烯-3，5-二酮(34)。

这些化合物中的每一种均显示于图1d中。Park报道了下列结果，如表IV所示：

表IV

^a ED50代表达到50％细胞存活率所需的样品浓度。

对Park的数据的分析表明，化合物(31)-(34)的每一种均比姜黄素具有更高的抗β淀粉样蛋白的神经保护药效，化合物(31)和(34)的药效分别比姜黄素高大约5倍和10倍。因此，在优选的实施例中，将化合物(31)-(34)中的每一种单独或者组合用作制备和使用姜黄素前药的母体化合物。每种母体化合物均可根据Park所公开的方法制得。

Kim，Neuroscience Lett.303(2001)57-61(Kim，《神经科学快报》，第303卷，2001年，第57-61页)报道了对下列姜黄素类似物的类似测试，测定了其在为PC12细胞提供体外保护免受β淀粉样蛋白侵害方面的效能，结果如表V所示：

表V

对Kim的数据的分析表明，每种去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素化合物均比姜黄素具有更高的抗β淀粉样蛋白的神经保护药效，去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素化合物的药效分别比姜黄素高大约1.5倍和2倍。该数据与上述Park报道的去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素的相对药效基本一致。

据Chen，Free Rad.Biol.Med.，2006 Feb 1；40(3)：526-35(Chen，《自由基生物学与医学》，2006年2月1日，第40卷第3期，第526-535页)报道，羟基姜黄素和二羟基姜黄素化合物可用AlCl₃-吡啶对姜黄素脱甲基化获得，所述方法如Mazumder，“Curcumin analogs withaltered potencies against HIV-1 integrase as probes for biochemicalmechanism of drug action”，J.Med.Chem.40(1997)，pp.3057-3063(“具有改变的抗HIV-1整合酶的效力的姜黄素类似物可用于探寻药物作用的生化机制”，《药物化学杂志》，第40卷，1997年，第3057-3063页)中所描述。

苯环取代的姜黄素类似物可基于现有方法通过2，4-戊二酮与两当量的取代的苯甲醛的缩合来进行合成，所述方法例如为以下文献中描述的那些：Mazumder，“Curcumin analogs with altered potencies againstHIV-1 integrase as probes for biochemical mechanism of drug action”，J. Med.Chem.40(1997)，pp.3057-3063(Mazumder，“具有改变的抗HIV-1整合酶的效力的姜黄素类似物可用于探寻药物作用的生化机制”，《药物化学杂志》，第40卷，1997年，第3057-3063页)；美国专利No.6,900,356(Gokaraju)，将该专利的说明书全文以引用方式并入本文中；以及Roughley，“Experiments in biosynthesis ofcurcumin”，J.Chem.Soc.Perkin Trans.1(1973)，2379-2388(Roughley，“姜黄素生物合成的实验”，《化学会志，普尔金会刊》，第1卷，1973年，第2379-2388页)。

一般来讲，如Chen，Free Rad.Biol.Med.，2006 Feb 1；40(3)：526-35(Chen，《自由基生物学与医学》，2006年2月1日，第40卷第3期，第526-535页)所述，可将2，4-戊二酮(1.0g，0.01mol)和氧化硼(0.49g，0.007mol)溶于EtOAc(10ml)中并在40℃下搅拌0.5h，然后加入相应的苯甲醛(0.02mol)和硼酸三丁酯(4.6g，0.02mol)并另外搅拌0.5h。然后，可在30min内滴加入EtOAc(10ml)中的正丁胺(1ml)。在40℃下继续搅拌4h后，使混合物静置过夜以完成反应。然后可用HCl(0.4N，15ml)水解混合物，并用EtOAc萃取含水层三次。将合并的有机层用水洗涤，并经Na₂SO₄干燥。减压移除溶剂后，可将残余的糊剂通过柱色谱法(硅胶，环己烷-EtOAc)纯化并在EtOH中重结晶以得到纯的姜黄素类似物。

其他疾病

在其他实施例中，本发明涉及包含有效量的姜黄素的制剂的鼻内施用，该制剂穿过筛状板并进入脑组织以治疗中风。

在其他实施例中，本发明涉及包含有效量的姜黄素的制剂的鼻内施用，其穿过筛状板并进入脑组织以治疗多发性硬化症。

其他多酚类前药

在一些实施例中，将姜黄素与第二种亲脂治疗剂，优选另一种多酚，例如白藜芦醇进行组合。在一些实施例中，姜黄素以与另一化合物的混合制剂来提供，所述另一化合物选自银杏叶提取物、白藜芦醇和绿茶儿茶素，然后姜黄素再通过鼻内施用。

另外，根据本发明，提供了为哺乳动物脑组织转运银杏叶提取物的方法，所述方法包括：a)将包含银杏叶提取物的药物组合物施加至哺乳动物鼻腔的上三分之一，其中银杏叶提取物通过嗅粘膜吸收并转运至哺乳动物的脑组织。

另外，根据本发明，提供了为哺乳动物脑组织转运白藜芦醇的方法，所述方法包括：

a)将包含白藜芦醇的药物组合物施加至哺乳动物鼻腔的上三分之一，其中白藜芦醇通过嗅粘膜吸收并转运至哺乳动物的脑组织。

另外，根据本发明，提供了为哺乳动物脑组织转运绿茶儿茶素的方法，所述方法包括：

a)将包含儿茶素的药物组合物施加至哺乳动物鼻腔的上三分之一，其中儿茶素通过嗅粘膜吸收并转运至哺乳动物的脑组织。

上面针对姜黄素提供的前药的基本原理也适用于其他治疗性酚类化合物(优选地为治疗性多酚化合物)，例如那些类黄酮类。在优选的实施例中，该化合物选自白藜芦醇、硬毛素、染料木黄酮、鞣花酸、1，25-二羟维生素D3、绿茶儿茶素EGCG以及二十二碳六烯酸(DHA)。在另一个实施例中，该化合物为二十二碳六烯酸(DHA)。另外，根据本发明，提供了为哺乳动物脑组织转运类黄酮前药的方法，所述方法包括：

a)将包含类黄酮前药(如白藜芦醇前药)的药物组合物施加至哺乳动物鼻腔的上三分之一，其中类黄酮前药通过嗅粘膜吸收并转运至哺乳动物的脑组织。

白藜芦醇

在尤其优选的实施例中，类黄酮前药为白藜芦醇。

有人提出，白藜芦醇(一种通常存在于红葡萄酒中的多酚化合物)可用于治疗阿尔茨海默病，因为它似乎能够影响AD病变的多种机理。Anekonda，Brain Research Reviews，52，2006，316-26(Anekonda，《脑研究评论》，第52卷，2006年，第316-326页)。

首先，研究表明，白藜芦醇能够降低脑组织中β淀粉样蛋白的量。白藜芦醇发挥这一作用的机理尚存在争议。一篇新近的文章断定白藜芦醇是BACE1酶的特异性抑制剂，其中IC₅₀为约15μM。Jeon，Phyomedicine，2006 Nov.2(E-pub)(Jeon，《植物医学》，2006年11月2日(电子版))。另一篇新近的文章报道称白藜芦醇通过促进β淀粉样蛋白的细胞内降解来降低β淀粉样蛋白的量，所述降解的机理涉及蛋白体。Marambaud，J.Biol.Chem.，280(45)，37377-82(Marambaud，《生物化学杂志》，第280卷第45期，第37377-37382页)。

其次，据信白藜芦醇可抑制β淀粉样纤维蛋白的形成。Riviere，Bioorg.Med.Chem.，2006 October 1(E-pub)(Riviere，《生物有机及医药化学》，2006年10月1日(电子版))。

第三，20μM的白藜芦醇对于大鼠海马神经元中由β淀粉样蛋白引起的神经毒性具有神经保护作用，并且据信这一神经保护作用是通过激活蛋白激酶C(PKC)而实现的。Han，Br.J.Pharmacology，2004，141，997-1005(Han，《英国药理学杂志》，2004年，第141卷，第997-1005页)。Han，J.Pharmacol.Exp.Ther.，2006 Jul.318(1)238-45(Epub 2006 March 30)(Han，《药理学与实验治疗学杂志》，2006年7月，第318卷第1期，第238-245页(电子版，2006年3月30日))报道了在大鼠脑组织中存在白藜芦醇的特异性细胞质膜结合位点(Ki＝102nM)，并且注意到白藜芦醇类似物对于大鼠海马细胞抵抗由β淀粉样蛋白引起的神经毒性的保护功效与其表观亲和力密切相关。

人们对于白藜芦醇通过PKC发挥作用这一假说特别感兴趣，因为据信淀粉样前体蛋白质(APP)的非淀粉样(nonamyloidogenic)加工也通过激活PKC来完成。

第四，一些阿尔茨海默病的假说涉及通过脑组织中增加的重金属浓度来发生氧化。关于白藜芦醇，已有报道称白藜芦醇是铜的强力螯合剂。Belguendouz，Biochemical Pharmacology，53，1347-1355，1997(Belguendouz，《生化药理学》，第53卷，第1347-1355页，1997年)。

第五，Anekonda，Brain Research Reviews，52，2006，316-26(Anekonda，《脑研究评论》，第52卷，2006年，第316-326页)报道了衰老与AD的机理有着复杂的关联，并且这些机理可由热量限制方案和热量限制替代品进行调节，其主要调节因子为SIRT1蛋白。Howitz，Nature，2003，425，191-196(Howitz，《自然》，2003年，第425卷，第191-196页)报道称已发现白藜芦醇在所测试的小分子中表现出最高水平的SIRT1激活能力。Chen，J.Biol.Chem.，280，48，40364-74(Chen，《生物化学杂志》，第280卷第48期，第40364-40374页)发现白藜芦醇可显著降低小神经胶质细胞中的NF-KB信号传导，并将这一有益效果归因于白藜芦醇对SIRT1的诱导作用。相似地，Kim，Int.J.Mol.Med.，2006 Jun.，17，6，1069-75(Kim，《国际分子医学杂志》，2006年6月，第17卷第6期，第1069-1075页)报道称NF-KB活性的调节涉及白藜芦醇对于β淀粉样蛋白引起的神经毒性的神经保护作用。

第六，白藜芦醇是熟知的抗氧化剂，5-25μM的白藜芦醇表现出能够保护培养的海马细胞免受一氧化氮相关神经毒性的危害。Bastianetto，Br.J.Pharm.，2000，131，711-720(Bastianetto，《英国药理学杂志》，2000年，第131卷，第711-720页)。相似地，Savaskan，Gerontology，2003 Nov-Dec.，49(6)380-3(Savaskan，《老年医学》，2003年11月-12月，第49卷第6期，第380-383页)报道称白藜芦醇能够维持细胞在抵抗β淀粉样蛋白相关氧化应激反应时的活力，并且通过增加细胞内自由基清除剂谷胱甘肽而发挥其抗氧化作用。

白藜芦醇的生物利用率已得到了很好的研究。由于白藜芦醇似乎非常容易受到肠和肝脏中葡糖醛酸化的影响，因此认为白藜芦醇的口服生物利用率“大约为零”。Wenzel，Mol.Nutr.Food Res.，2005，49，472-481(Wenzel，《分子营养与食品研究》，2005年，第49卷，第472-481页)。相应地，由于发现存在于人血清中的反式白藜芦醇更多地以其葡糖苷酸形态存在而非以自由形态存在，Vitaglione，Mol. Nutr.Food Res.，2005 May 49(5)，495-504(Vitaglione，《分子营养与食品研究》，2005年5月，第49卷第5期，第495-504页)，对于膳食消费的白藜芦醇的健康效应提出一些质疑。因此，反式白藜芦醇采用鼻内给药的基本原理看起来是合理的。

然而，当白藜芦醇到达脑部时，它具有相当显著的停留时间。El-Mohsen，British J.Nutrition，2006，96，62-70(El-Mohsen，《英国营养杂志》，2006年，第96卷，第62-70页)报道称经胃施用18小时后，脑组织中白藜芦醇的浓度仍然有在第2小时测得的浓度的43％。Wang，Brain Research，958(2002)，439-447(Wang，《脑研究》，第958卷，2002年，第439-447页)报道称白藜芦醇的腹膜内施用可在其施用后4小时使脑组织中白藜芦醇的浓度达到峰值。

反式白藜芦醇的分子量为约228，并且亲脂性很高(辛醇-水分配系数Log P为约3.14)。然而，它的水中溶解度非常低(＜0.01mol/L)。因此，反式白藜芦醇采用前药的基本原理看起来是合理的。

杂合物

这一部分公开了本发明中代表姜黄素与其他多酚之间杂合物的其他姜黄素类药物。

图3公开了制备姜黄素-白藜芦醇I杂合物的方法。

图4公开了制备姜黄素-白藜芦醇II杂合物的方法。

图7公开了制备图6的姜黄素-白藜芦醇杂合物的方法。

Narlawar，Neurodegen.Dis.，2007，4(2-3)88-93(Narlawar，《神经退行性疾病》，2007年，第4卷第2-3期，第88-93页)报道称姜黄素的某些

唑和吡唑类似物在较低的微摩尔范围内，可充当γ-分泌酶的抑制剂。引人关注的是，已有报道称这些

唑和吡唑类似物具有与天然姜黄素基本相同的抗氧化活性。Selvam，Bioorg.& Medic.Chem. Letters 15(2005)1793-1797(Selvam，《生物有机化学与医药化学通讯》，第15卷，2005年，第1793-1797页)。因此，这些分子可能是非常有价值的阿尔茨海默病治疗剂。姜黄素的这些

唑和吡唑类似物的一般特征是它们以环状含氮杂环取代了天然姜黄素中的2，4-二酮结构。据信此环状结构能够降低分子的旋转自由度。

由环状结构取代2，4二酮结构的另一个此类分子在图12中示出。至少有四点理由可以相信图12中的类姜黄素在对抗阿尔茨海默病时将具有优异的性能(与天然姜黄素相比)：

第一，消除了类姜黄素中初始的甲氧基取代基，意味着该类姜黄素的行为将更类似于BDMC，如上面(33)所示。根据上面Park和Chen的报道，BDMC抵抗β淀粉样蛋白毒性侵害的药效是天然姜黄素的大约两倍。因此，图12所示的类姜黄素抵抗β淀粉样蛋白毒性侵害的药效应当是天然姜黄素的大约两倍。

第二，图12所示的类姜黄素的类BDMC性质应当能够校正AD患者的周围巨噬细胞的先天免疫反应缺陷，如Fiala，Proc Natl Acad Sci U S A.2007 Jul 31；104(31)：12849-54(Fiala，《美国国家科学院院刊》，2007年7月31日，第104卷第31期，第12849-12854页)所报道。根据Fiala的报道，先天免疫反应中的活化周围巨噬细胞被认为负责脑组织中的淀粉样斑块的有效清除。然而，在许多AD患者中，这些巨噬细胞在内化β-淀粉样蛋白方面存在缺陷，使其不能清除沉积的淀粉样斑块，从而斑块在脑中逐渐积累并导致小胶质细胞引起的神经炎症。于是，所导致的神经炎症上调了β淀粉样蛋白的产生，从而引发了恶性循环。Fiala报道称BDMC是一种负责校正周围巨噬细胞此种缺陷的类姜黄素，并且其最佳作用浓度为0.1μM。

第三，图12所示的类姜黄素的中心环状结构据信能够降低分子的旋转自由度，进而锁定构象，在该构象中，外部苯基基团的羟基彼此相距非常远。由于已有报道认为姜黄素与刚果红的结构相似性是淀粉样蛋白与每个分子强力结合的原因，因此具有最强淀粉样蛋白结合力的姜黄素构象似乎是外部苯基基团的羟基彼此相距非常远的构象。因此，图12所示的类姜黄素的淀粉样蛋白结合性应当优于天然姜黄素。

第四，对该分子的检测表明它总体上具有白藜芦醇的几乎全部结构特性，如图12所示。因此，据信图12所示的该分子将同时具有姜黄素和白藜芦醇的治疗特性。微摩尔数量的白藜芦醇即可显著上调沉默调节蛋白(sirtuin)的表达(Howtiz，Nature.2003 Sep11；425(6954)：191-6(Howtiz，《自然》，2003年9月11日，第425卷第6954期，第191-196页))，并且已知沉默调节蛋白能够增加α-淀粉样途径的淀粉样蛋白加工。Qin，J Biol Chem.2006 Aug4；281(31)：21745-54(Qin，《生物化学杂志》，2006年8月4日，第281卷第31期，第21745-21754页)。这是有利的，因为据信神经毒性β-淀粉样蛋白的产生正是通过β-淀粉样途径进行的。

因此，据信图12所示的这一分子将不仅具有传统姜黄素的全部优点，并且它还将具有以下优点：

i)更好的存留性(由于BDMC特征)

ii)更高的巨噬细胞活化能力(由于BDMC)

iii)与淀粉样蛋白更强的结合(旋转自由度降低)

iv)非淀粉样加工(由于白藜芦醇引起的沉默调节蛋白表达)。

值得注意的是，Narlawar，Neurodegen.Dis.，2007，4(2-3)88-93(Narlawar，《神经退行性疾病》，2007年，第4卷第2-3期，第88-93页)预计由于姜黄素的

唑和吡唑类似物的旋转自由度降低，它们将不会具有天然姜黄素的金属螯合能力。虽然姜黄素的

唑和吡唑类似物可能不具有天然姜黄素的金属螯合能力，但预计图12所示的分子仍保持有白藜芦醇的螯合能力。由于白藜芦醇是一种强力螯合剂，因此预计图12所示的分子将具有强力螯合能力。

图13提供了制备图12的化合物的方法，该化合物具有羟基去甲氧基侧位酚基和羟基中间酚基。图13所示的姜黄素类似物分子为1-羟基-3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯可根据大致类似于图13所示的方法通过简单去除其中一种反应物的甲氧基基团进行制备。

图14提供了制备图12的化合物的方法，该化合物具有羟基去甲氧基侧位酚基和二羟基中间酚基。图14所示的姜黄素类似物分子为1，3-二羟基-4，6-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。

图15公开了姜黄素、白皮杉醇及其杂合物，其中天然化合物的大部分羟基出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供二羟基，并且在中间酚基的两个天然化合物共有位置提供单个羟基。Kim，Ann N Y Acad Sci.，2007 Jan；1095：473-82(Kim，《纽约科学院年报》，2007年1月，第1095卷，第473-482页)报道称PC12细胞经Aβ处理引发了ROS的细胞内积累，这一现象在白皮杉醇处理后得以减弱，并且白皮杉醇处理抑制了Aβ诱导的细胞凋亡特征，包括核小体间DNA裂解、核固缩、聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)的裂解以及半胱天冬酶-3的活化。图15所示的姜黄素-白皮杉醇类似物分子为1-羟基-3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯可根据大致类似于图15所示的方法通过简单去除其中一种反应物的甲氧基基团进行制备。

图16提供了制备图15的化合物的方法。

用以制备图5、7、11、13、14和16所示的最终分子的方法来自对Yang，Aging Cell，(2007)6，35-43(Yang，《衰老细胞》，2007年，第6卷，第35-43页)所公开的白藜芦醇类似物制备方法的修改。

因此，在一些实施例中，提供的姜黄素类似物包括至少一种选自下列的结构：

a)1-羟基-3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯，

b)1，3-二羟基-4，6-双(4’-羟基苯乙烯基)苯，

c)1-羟基-3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯，以及

d)3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。

在一些实施例中，所提供的姜黄素类似物包括1-羟基-3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。在一些实施例中，所提供的姜黄素类似物包括3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。在一些实施例中，所提供的姜黄素类似物包括1，3-二羟基-4，6-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。在一些实施例中，所提供的姜黄素类似物包括1-羟基-3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。在一些实施例中，所提供的姜黄素类似物包括3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。

图17公开了姜黄素、3，3’，4’漆黄素和姜黄素-3，3’，4’漆黄素杂合物的结构，其中姜黄素和3，3’，4’漆黄素化合物中所有羟基都出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供二羟基，并且在每个双键的位置提供羟基。Maher，Free Radic Res.2006 Oct；40(10)：1105-11(Maher，《自由基研究》，2006年10月，第40卷第10期，第1105-1111页)报道称通常的漆黄素以及特别的3，3’，4’漆黄素具有强效(低微摩尔)神经营养性。

图19公开了姜黄素、和厚朴酚和姜黄素-和厚朴酚杂合物的结构，其中姜黄素和和厚朴酚化合物的所有羟基都出现于杂合物中，该杂合物在末端酚基提供单个羟基，并且在每个双键的位置提供羟基。Fukuyama，Bioorg Med Chem Lett.2002 Apr 22；12(8)：1163-6(Fukuyama，《生物有机化学与医药化学通讯》，2002年4月，第22卷第8期，第1163-1166页)报道称和厚朴酚具有强效神经营养性。

图20公开了制备图19的姜黄素-和厚朴酚杂合物的方法。

透皮离子电渗疗法

在一些实施例中，类姜黄素药物通过透皮离子电渗疗法递送至患者的血流中。离子电渗疗法是指在电流作用下将可溶性盐离子引入身体组织中。在离子电泳递送体系中，利用外加的电势梯度增强离子化药物分子的透皮递送。

在一个优选的实施例中，带电类姜黄素前药以离子电渗疗法鼻内施用。优选地，离子化或可电离的药物分子优选为带电姜黄素甘氨酸酯，其显示具有比未经改性的母体化合物更高的离子电泳透皮通量。

已有文献报道了离子带电前药的透皮离子电渗疗法。具体地讲，Laneri，Pharm.Res.，16，12，1999，1818-1824(Laneri，《药学研究》，第16卷第12期，1999年，第1818-1824页)研究了离子电泳输运DHEA的前药的有益效果，所述DHEA前药为类似于姜黄素的亲脂多环醇。Laneri报道称PRO2(含有三甲基甘氨酸前药部分的DHEA离子前药)的离子电泳通量为0.0714μmol cm^-2 h^-1，或为大约20μg/(cm²·h)。同样，美国专利No.5622944(ALZA)报道了离子电泳输运睾酮的离子前药，所述离子前药为类似于姜黄素的亲脂多环醇。美国专利No.5622944报道称睾酮-17β-水苏碱酯的氯化物盐(含有杂环胺前药部分的睾酮)的离子电泳通量为大约40μg/(cm²·h)。在每种情况下，研究人员都发现在接纳储库中几乎不存在前药，表明皮肤酯酶分解了前药的酯部分，从而使原药进入了接纳储库中。因此，据信皮肤酯酶将会分解姜黄素前药的酯部分，从而使姜黄素原药进入接纳血流中。

因此，据信通过离子带电姜黄素前药或类似物的透皮离子电渗疗法，姜黄素将以配药学上显著的量安全递送至血流中。

通过透皮离子电渗疗法递送的药物的预计浓度可根据如下公式计算：

其中浓度以μg/l表示，

通量以μg/(cm²·h)表示，

表面积以cm²表示，并且

清除率以l/h表示。

通常，文献报道称带电小分子的透皮离子电渗疗法可得到的通量在以下表VI所示的近似范围内：

表VI

a美国专利No.5622944(ALZA)(报道值为4mM)

b Laneri，Pharm.Res.，16，12，1999，1818-1824(Laneri，《药学研究》，第16卷第12期，1999年，第1818-1824页)

c.Murthy，J Pharm Sci.2007 Feb；96(2)：305-11(Murthy，《药物科学杂志》，2007年2月，第96卷第2期，第305-311页)

d.Fang，Int J Pharm.2002 Mar 20；235(1-2)：95-105(Fang，《国际药剂学杂志》，2002年3月20日，第235卷第1-2期，第95-105页)

e.Nugroho，J.Controlled Release，103，2，21 March 2005，393-403(Nugroho，《控释杂志》，第103卷第2期，2005年3月21日，第393-403页)

f.Denet，Pharm Res.2003 Dec；20(12)：1946-51(Denet，《药学研究》，2003年12月，第20卷第12期，第1946-1951页)。

如上所述，可合理得出结论，基于甘氨酸的姜黄素前药可达到25-50mg/ml范围的水溶解度，该范围远大于上述表格上半部分所用的药物浓度范围。因此，可合理得出结论，带电姜黄素的透皮离子电渗疗法在最坏的情况下也可以得到至少如表VI上半部分所报道的通量，即在大约35μg/(cm²·h)的范围内。

通常，文献报道称与带电小分子的透皮离子电渗疗法相关联的电极处于下表VII所示的尺寸范围：

表VII

a美国专利No.5622944(ALZA)

b Laneri，Pharm.Res.，16，12，1999，1818-18-24(Laneri，《药学研究》，第16卷第12期，1999年，第1818-18-24页)

因此，可合理得出结论，带电姜黄素的透皮离子电渗疗法可以使用表面积为50cm²(大约为3平方英寸)的电极来实现。

Vareed，Cancer Epidiol.Biomarkers Prev.，2008 Jun；17(6)1441-7(Vareed，《癌症流行病学、生物标记和预防》，2008年6月，第17卷第6期，第1441-1447页)报道了在健康人体志愿者中姜黄素缀合物代谢物的药动学，并且发现对于大约11g的剂量(D)，曲线下面积(AUC)预计为30μg/ml·h。然而，该值似乎与缀合姜黄素有关，而非游离姜黄素。尽管如此，得自Vareed的数据很有用，因为据信姜黄素的透皮转移将可避免肠和肝脏的严密代谢，正是肠和肝脏的代谢使得Vareed发现在人受试者中存在的基本上缀合的姜黄素而非游离姜黄素。

因此，既然可通过以下公式计算出清除率(Cl)：

Cl＝D/AUC，

我们就可合理估计人体中的姜黄素的清除率(Cl)为约11g/(30μg/ml·h)，或为约350L/h。清除率值Cl＝350L/h基本上相当于Shoba，Planta Med.1998 May；64(4)：353-6(Shoba，《植物医学》，1998年5月，第64卷第4期，第353-356页)所报道的为大鼠口服单独的姜黄素或者姜黄素和胡椒碱所得到的值495L/h和713L/h。

因此，下文分析将使用清除率值350L/h。很可能数值350L/h是离子电渗疗法的保守估计值，因为它反映了口服姜黄素过程中发生的大量代谢，而在表皮输送情形下则不存在所述代谢。然而，很可能由Shoba报道的口服姜黄素与胡椒碱的清除率值7.33L/h在离子电渗疗法情形中更具预测性，因为胡椒碱使肠和肝脏的药物酶系统失活，于是提供了基本不存在代谢干扰的转运，而这也是离子电渗疗法所预期的。尽管如此，下文分析将使用清除率值350L/h。

既然已经得到了每个通量、表面积和清除率值，那么通过透皮离子电渗疗法可合理达到的姜黄素的预计血浆浓度就可以根据如下公式进行计算：

因此，最坏情况下，通过透皮离子电渗疗法可达到的姜黄素的血浆浓度预计可为0.012μM，或为约5ng/ml。

既然姜黄素可相当容易地穿过血脑屏障，那么可以认为姜黄素在脑中的浓度至少与其在血液中的浓度基本相同。这一假设得到姜黄素相关文献支持。例如，Yang.J.Biol.Chem.，280(7)，5892-5901(2005)(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，第5892-5901页，2005年)报道称给药一小时后测得小鼠脑组织姜黄素水平为约1.1μM，而姜黄素在血浆中的浓度为1.6μM。同样，Begum，J.Pharmacol Exp Ther.2008 Apr 16(Begum，《药理学与实验治疗学杂志》，2008年4月16日)报道称对于小鼠腹腔内施用和肌内施用姜黄素，姜黄素在脑中的浓度是其在血浆中的浓度的大约5倍。因此，可合理地得出结论，通过离子电渗疗法可得到的姜黄素前药或类似物在血浆中的浓度为0.012μM，而其在脑中的浓度也为至少约0.012μM。于是，AD患者可预期从离子电泳输送获得有价值的有益效果。

因此，在一些实施例中，提供了将类姜黄素递送至患者(优选为AD患者)的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过离子电泳将带电类姜黄素(优选为带电类姜黄素前药)递送穿过患者的皮肤。

尽管预计透皮离子电渗疗法可在阿尔茨海默病患者体内产生0.012μM的血浆浓度，但据信可通过简单的修改大大提高所得的血浆和脑组织浓度。这些涉及改变离子前药的化合价、离子电渗疗法电流的大小以及药物储库浓度。现在将对这些改变的每一种进行如下描述：

通常，增加离子电泳储库中药物的浓度会导致药物通量呈线性增加。例如，将5-OH-DPAT的浓度由0.25增加至0.5、1.3和2.3mg/ml，将分别导致通量由39.1线性增加至78.4、187.6和318.2nmol/(cm·h)。Nugroho，J.Controlled Release，103，2，21 March 2005，393-403(Nugroho，《控释杂志》，第103卷第2期，2005年3月21日，第393-403页)。如上所述，可合理得出结论，基于甘氨酸的姜黄素前药可达到的水溶解度范围为25-50mg/ml。这一较高的范围大约是表VI上半部分所报道的药物在储库中的浓度的10倍。因此，可合理地认为用于离子电渗疗法的姜黄素前药的储库浓度可以增加至大约25-50mg/ml，并且所得的姜黄素的通量及血浆浓度可分别增加至大约400μg/(cm²·h)和大约60ng/ml或大约0.14μM。因此，通过离子电渗疗法可实现的姜黄素脑组织浓度为大约0.14μM。

通过比较这一0.14μM血浆浓度值与报道的姜黄素在血浆中的活性，表明AD患者预计可以从离子电渗疗法输送中获得有价值的有益效果。例如，Fiala，Proc Natl Acad Sci U S A.2007 Jul31；104(31)：12849-54(Fiala，《美国国家科学院院刊》，2007年7月31日，第104卷第31期，第12849-12854页)报道称0.1μM是BDMC促进AD患者的巨噬细胞清除β淀粉样蛋白的最佳浓度。因此，0.14μM血浆浓度略高于Fiala报道的可促进AD患者的巨噬细胞清除β淀粉样蛋白的最佳浓度0.1μM。

姜黄素血浆浓度的估计值60ng/ml也与本领域所报道的一些离子电渗疗法得到的药物血浆浓度值相一致。实际上，已有文献报道称带电分子的透皮离子电渗疗法可以得到的血清浓度接近0.5μM范围(约200ng/ml)。例如，Bender，Arzneimittelforschung.2001；51(6)：489-92(Bender，《药物研究》，2001年，第51卷第6期，第489-492页)报道称在人体中离子导入100mg的依托芬那酯20分钟，可使其血清浓度达到约200ng/ml。Conjeevaram Pharm Res.2003Sep；20(9)：1496-501(Conjeevaram，《药学研究》，2003年9月，第20卷第9期，第1496-1501页)报道称以0.1mA/cm²电流密度在大鼠中离子导入10mg/ml的普萘洛尔贴剂，可使其最大血清浓度Cmax达到约200ng/ml。

Abla，Pharm.Res，2005 Dec；22(12)：2069-78(Abla，《药学研究》，2005年12月，第22卷第12期，第2069-2078页)报道称化合价较高的离子可产生更大的离子电泳通量。由于化合价较高的分子更容易通过离子电渗疗法转运，因此有利的是，以带电甘氨酸部分取代姜黄素分子的全部两个羟基而非只取代其中一个。

因此，在一些实施例中，所提供的姜黄素类似物(1’)-(30’)尤其适用于离子电泳递送，其中姜黄素原分子的每个羟基均由极性或带电部分取代(即母体姜黄素分子的两个OH基各自均被OR基取代)。在用到离子电渗疗法的实施例中，母体姜黄素分子的每个羟基均由带电部分取代，优选为甘氨酸铵。在一些实施例中，姜黄素分子的每个羟基由三甲基甘氨酸部分取代，以得到姜黄素-二(三甲基甘氨酸)二氯化物。

因此，仅仅通过使用二价姜黄素盐，就可合理地认为所得姜黄素的通量及血浆浓度分别可提高两倍而达到约800μg/(cm²·h)和约0.3μM。

美国专利No.5,622,944报道称，在离子电泳施用时，药物或前药的递送速率与所施加的电流量成正比。已有文献报道将用以产生离子电渗疗法的电流安培数提高一倍可使药物的通量增大一倍。因此，可合理地认为用于产生离子电渗疗法的电流可以提高至约0.5mA/cm²，并且所得姜黄素的通量及血浆浓度分别可提高至约800μg/(cm²·h)和0.3μM。

姜黄素具有高度亲脂性，因而预计会在脂肪组织如脑组织中发生生物积累。因此，可合理预计患者脑中的姜黄素浓度将高于患者血浆中的姜黄素浓度。如上所述，Yang.J.Biol.Chem.，280(7)，5892-5901(2005)(Yang，《生物化学杂志》，第280卷第7期，第5892-5901页，2005年)报道称给药后一小时测得的小鼠脑组织姜黄素浓度(1.1μM)与其血浆浓度(1.6μM)大致相同，而Begum，J.Pharmacol Exp Ther.2008 Apr 16(Begum，《药理学与实验治疗学杂志》，2008年4月16日)报道对于小鼠以腹腔内施用和肌内施用姜黄素，小鼠脑中的姜黄素浓度是血浆中的约5-13倍。不希望受到理论束缚，但据信由Begum报道的数字更能反映出生物累积性，尤其对于Begum的慢性给药而言，它使得姜黄素在脑/血浆的浓度比在3∶1至13∶1之间。因此，如果考虑8倍的生物积累因子，那么可以合理推断姜黄素前药或类似物的离子电渗疗法可以得到如下浓度：

a)0.012μM血浆姜黄素浓度，还将得到约0.1μM的脑组织浓度(假设最坏情况下，前药溶解度为约2-5mg/ml)，以及

b)0.14μM血浆姜黄素浓度，还将得到约1.1μM的脑组织浓度(假设前药溶解度为约25-50mg/ml)。

如上所述，离子电泳递送姜黄素将提供最坏情况下的血清/血浆浓度为约0.012μM(5μg/l)，并可能使血清/血浆浓度达到约0.3μM(150μg/l)。这些数值基本相当于由Shoba，Planta Med.1998May；64(4)：353-6(Shoba，《植物医学》，1998年5月，第64卷第4期，第353-356页)所报道的口服姜黄素所得到的血清最大浓度Cmax0.006μg/ml和0.18μg/ml，Shoba为志愿者提供了2g/天的口服姜黄素辅以胡椒碱。因此，仅根据Cmax值，便可以认为离子电渗疗法基本相当于口服。

此外，离子电泳递送比口服姜黄素-胡椒碱具有两大方面的优势。离子电泳递送姜黄素的第一大优势在于离子电泳递送至血流不是通过批式进行，而是一天24小时内连续进行。相比之下，按照Shoba的方法口服递送姜黄素，通常产生在血流中持续不到约一小时的脉冲式递送(spiked delivery)。因此，根据曲线下面积(AUC)生物利用率，离子电渗疗法比起口服递送可具有24倍的优势。实际上，24小时曲线下面积可在表VIII中进行比较：

表VIII

因此，仅基于AUC值，便可认为姜黄素的离子电渗疗法显著优于姜黄素口服。

离子电渗疗法优于与胡椒碱一起口服的第二大优势在于胡椒碱是消化道和肝脏中代谢酶系统的非特异性抑制剂这一事实。因此，患者在服用除姜黄素-胡椒碱片剂以外的其他药剂时可能会发现，由于胡椒碱使其天然酶系统失活，他们所服用的所有其他药物的生物利用性也大大提高，因而这些药物效力变得更强。因此，离子导入姜黄素可比口服姜黄素辅以胡椒碱更加安全。

因此，离子导入姜黄素能够递送的姜黄素的量远高于Shoba所报道的，却不会使患者肠和肝脏中脆弱的药物代谢酶系统失活。

根据美国公布的专利申请2003/157155，优选采用经皮吸收的制剂来进行活性成分的施用，活性成分因它们的物理化学性质而能够容易地穿过皮肤屏障。要实现这点，活性成分必须在亲脂角质层和下层亲水活表皮中均具有足够的溶解度。Flynn G.，Stewart B.Drug Dev. Res.13：169-185(1988)(Flynn G.和Stewart B.，《药物开发研究》，第13卷，第169-185页，1988年)描述了体外辛醇/水(O/W)分配系数与皮肤渗透性之间良好的相关性，并建议分配系数为约100(logP＝2)的那些活性成分可充当透皮给药的候选物。同样，Guy，Fundam. Appl.Toxicol.17：575-583(1991)(Guy，《基础与应用毒理学》，第17卷，第575-583页，1991年)表明在最大渗透速率的对数与辛醇/水分配系数的对数(其最大值log P＝2)之间存在抛物线型相关性。因此，似乎辛醇/水分配系数的对数log P大约为2的分子应当是透皮递送的良好候选物。

并不希望受到理论束缚，据信带电姜黄素前药的分配系数将处于对透皮递送非常有利的范围内。注意到天然姜黄素的O/W分配系数大约为log P＝3，而将DHEA转化为它的PRO2前药则可使DHEA的O/W分配系数由log P＝1.54降至log P＝0.79(即log P减小大约0.75)。如果用三甲基甘氨酸部分改性姜黄素，则对于姜黄素的亲脂性改变具有与对于DHEA相同的效果，三甲基甘氨酸姜黄素的O/W分配系数应当大约为log P＝2.5。由于该数值接近透皮递送的最佳值(约为log P＝2)，因此似乎O/W分配系数log P为约2.5的姜黄素甘氨酸前药应当是透皮递送的良好候选物。

因此，在本发明的一些实施例中，类姜黄素前药的O/W分配系数log P在约1和3之间，优选在约1.5和2.5之间，更优选在1.7和2.3之间。

用于施用本发明前药的代表性离子电泳装置如图23所示。离子电泳药物递送系统一般由四个基本组件组成：电源(通常为电池)、控制电路、电极以及两个含有电解质的储库。以图23为例，在常规构造中，两个电极被设置成紧密接触受试者的皮肤，如11和13所示，分别为阳极和阴极。两个电极均置于受试者的指定皮肤区域内。一个电极接触含有前药的储库或供体储库15，另一个包含在接地储库17内，所述接地储库17中含有生物相容性电解质溶液例如氯化钠。在图中，带电姜黄素前药被命名为“CUR-GLY⁺A^-”，其中“CUR-GLY⁺”代表络合物的带电姜黄素酯部分。在图中，“A^-”为络合物抗衡离子。

与前药接触的电极通常称为“有源”电极11。有源电极是这样的电极，在电势梯度施加下，前药从该电极被驱动到体内。在本发明的一个优选的实施例中，前药为带正电的姜黄素季铵衍生物，并且有源电极为阳极。对于离子电泳递送带负电的姜黄素前药，有源电极为阴极。

另一个电极包含在第二储库内，通常称为接地电极13，其作用是闭合通过人体的电路。在某些情况下，可通过周期性反转电极极性实现以交替方式从两个储库中递送出同一种药物。

在离子电泳递送装置中可使用多种电极材料，所述材料包括诸如由铂到银-氯化银的材料。除了别的考虑因素外，电极的选择将取决于待施用的前药的性质。

有源储库15通常包含待透皮递送至受试者的前药物类的溶液(包含活性物类以及伴随的抗衡离子)。前药可包含于水溶液或亲水凝胶或凝胶基质中。在某些情况下，有源储库所包含的前药将以半固体、泡沫或与吸附剂材料相配制的形式存在。相似地，接地储库可包含存在于水溶液中或聚合物基质中的盐离子。

通常，有源储库还将包含缓冲液以维持储库环境的电荷与电极的电荷相同。在大多数情形中，将使用带有与活性前药相反电荷的缓冲液。在某些情况下，前药盐可充当其自身的缓冲液，这取决于前药盐的抗衡离子。通常，为了达到最高的转运效率，除姜黄素前药以外的所有离子物类的浓度均降至最低。

在本发明的一些实施例中，离子电泳装置将可任选包括选择性渗透膜。渗透膜可位于将两个储库分隔开的区域，或者作为另外一种选择，可将有源电极的内容物与皮肤表层分隔开。制备此类渗透膜的合适材料包括天然与合成聚合物。

在将姜黄素/化学改性剂络合物以离子电泳施用至受试者的过程中，通过连接两个电极与电源19(如电池)而形成电路。利用电子控制模块控制所施加的电流，并且在某些情况下，所述电子控制模块可包括集成电路，其可以改变时间间隔或反馈控制药物递送。

透皮离子电泳递送是通过施加电流来实现。在离子电泳施用中，药物或前药的递送速率与所施加的电流成正比。

在以离子电泳施用本发明的带电姜黄素前药中，选择低于受试者疼痛阈值的适当的电流强度。电流应当处于患者能舒适耐受的范围内，电极表面的电流密度通常低于0.5mA/cm²。然后在适当长的时间内施加电流。

在本发明的一个优选实施例中，施加电势后，有源电极(在该情形下为阳极)处的带正电前药离子将被驱使离开供体储库、穿过皮肤并进入体内。同时，受试者体内的带负电离子将由体内迁移至供体储库中。在接地电极(在该情形下为阴极)中，带负电离子被驱使进入皮肤，而带正电离子由受试者体内迁移至接地储库中。为了维持电中性，随着离子由皮肤一侧迁移至另一侧，在阳极发生氧化而在阴极发生还原。在络合物转运穿过皮肤进入血流时，发生裂解，以释放活性形式的母体姜黄素。

氨基-姜黄素

在另一种方法中，姜黄素类似物具有：a)提供高溶解度并可用于离子电泳递送的初始离子形式，b)可经由LAT1转运蛋白转运穿过血脑屏障的中间氨基酸形式，以及c)在脑部经羧酸裂解后的最终活性形式。现在将对该方法进行详细讨论。

a.初始离子形式

首先，姜黄素类似物具有能够提供高溶解度并可用于离子电泳递送的初始离子形式。就这一点而言，有利的是，意识到姜黄素与左旋多巴具有一定程度的相关性，因为它们都具有羟基苯基基团。与姜黄素类似，左旋多巴具有微弱的溶解性。然而，Kao，Pharm Res.2000 Aug；17(8)：978-84(Kao，《药学研究》，2000年8月，第17卷第8期，第978-984页)报道称通过将两性离子左旋多巴(36)的羧酸基团转变为酯基以形成阳离子左旋多巴酯分子(37)，可大大提高两性离子左旋多巴的溶解度，如下所示：

如上，Kao报道称此类左旋多巴酯的溶剂度为大约250mg/ml。因此，当姜黄素分子改性以适度模仿一对左旋多巴酯分子时，可合理地认为所得到的前药类似物(38)将具有相当的溶解度，即为约250mg/ml。

此外，由于前药类似物(38)为阳离子型，因此可如上所述进行离子电泳递送。

b.中间氨基酸形式

一旦阳离子姜黄素酯被递送进血流中(优选通过离子电渗疗法)，血液来源酯酶将裂解其端基以得到含羧酸的类似物(39)，如下所示：

对该分子的测试表明它极像左旋多巴和酪氨酸，因为这三个分子都具有氨基酸主链以及乙基羟基苯基侧链。由于左旋多巴和酪氨酸均可经由LAT1氨基酸转运蛋白转运穿过血脑屏障，并且由于Gynther，J. Med.Chem.，2008，51，932-36(Gynther，《药物化学杂志》，2008年，第51卷，第932-936页)和Uchino，Molecular Pharmacology，61，729-737，2002(Uchino，《分子药理学》，第61卷，第729-737页，2002年)均报道称其他较大的、中性、类芳族氨基酸化合物可经由LAT1转运蛋白顺利地转运穿过血脑屏障，因此可合理预计其他较大的、中性、类酚氨基酸化合物(例如该氨基酸姜黄素类似物)将可类似地经由LAT1转运蛋白顺利地转运穿过血脑屏障。

制备类似物(39)的一种方法在图24a中示出。前药分子(38)可以按大致相似的方法进行制备。

c.最终脑部活性形式

一旦氨基酸姜黄素类似物(39)到达脑部，与左旋多巴相似，它将受到羧化酶的攻击，并导致其羧基裂解。所得的分子(40)将和多巴胺相似，因为它具有含乙基氨基结构的羟基苯基，如下所示：

(优点)

有多个理由可以相信上述姜黄素类似物分子(40)将有利于治疗阿尔茨海默病。

首先，注意到姜黄素类似物(40)具有类多巴胺性质，因为它具有含乙基氨基结构的羟基苯基。Ono，Neurochem.Int.，2006 Mar.，48(4)：275-85；epub 2005 Dec.15(Ono，《国际神经化学》，2006年3月，第48卷第4期，第275-285页，电子版2005年12月15日)报道称多巴胺具有抑制β淀粉样蛋白聚集的能力，且其药效是姜黄素的大约10倍。因此，姜黄素类似物(40)应当具有10倍于姜黄素的药效。

另外，最近由Irie研究组发表的论文可为这种抗聚集性质提供解释。Irie，J.Biosci & Bioeng.，99，5，437-447(2005)(Irie，《生物学与生物工程杂志》，第99卷第5期，第437-447页，2005年)研究了甲硫氨酸和酪氨酸在βA_1-42引起的氧化反应中的作用，并报道称β淀粉样蛋白最初具有双旋(two-turn)构象，可将酪氨酸10(“Y10”)残基带入与甲硫氨酸残基(Me35)约15埃的距离内，如下图所示：

Irie研究组猜测这一较小的15A距离可允许电子由酪氨酸转移至甲硫氨酸。Irie研究组还认为C-端羧基可以稳定甲硫氨酸自由基。Murakami，ChemBioChem，2007，8，2308-2314(Murakami，《化学生化》，2007年，第8卷，第2308-2314页)。

既然姜黄素分子长为大约15A，因此可以认为(但并不希望受到理论束缚)姜黄素有可能会跨越双旋βA_1-42中的酪氨酸/甲硫氨酸的距离。此外，据文献显示，姜黄素的羟基化苯环应当能够与酪氨酸中的羟基以及甲硫氨酸中的硫成键。Stites，Chem.Rev.，97(5)，1233-1250(1997)(Stites，《化学评论》，第97卷第5期，第1233-1250页，1997年)；Jean，“Structural Elements Regulating Amyloidogenesis”PloS ONE，3(3)：e1834(2008)(Jean，“结构因素调控淀粉样蛋白生成”，《公共科学图书馆综合》，第3卷第3期，第e1834页，2008年)；Auld，Protein Science(1993)2，2187-97(Auld，《蛋白质科学》，1993年，第2卷，第2187-2197页)；Pal，J.Biomolec.Structure & Dynamics，19，1，(2001)(Pal，《生物分子结构与动力学杂志》，第19卷，第1页，2001年)；Tatko，Protein Science(2004)13：2515-2522(Tatko，《蛋白质科学》，2004年，第13卷，第2515-2522页)；Zauhar，Biopolymers，53，3，233-248(2000)(Zauhar，《生物聚合物》，第53卷第3期，第233-248页，2000年)。因此，姜黄素可以通过跨越双旋βA_1-42中的酪氨酸/甲硫氨酸的距离而与双旋βA_1-42结合。如下所示：

在该姜黄素类似物中部存在极性N基团可以进一步促进这一结合构象的稳定。于是，跨接双旋βA_1-42的分子内桥可能会抑制β淀粉样蛋白的聚集。

因此，上述分子(38)具有多个优点：

a)其初始形式具有高水溶性，适用于离子电泳递送，

b)其中间形式可经由LAT1活性转运体系转运穿过血脑屏障(BBB)；

c)其甲氧基可轻易去除以使其最终脑部活性形式具有Fiala提出的BDMC形式；

d)其最终脑部活性形式具有类多巴胺氨基酸基团，经验证该基团具有非常强的能力防止低聚物形成；

e)其最终脑部活性形式的长度大致相当于甲硫氨酸-酪氨酸在淀粉样分子内的距离15埃(如Irie研究组所报道)，并且具有含羟基芳香基团，可与每个甲硫氨酸和酪氨酸成键，从而可形成跨接β淀粉样蛋白的分子内桥以阻止β淀粉样蛋白聚集。

f)其最终脑部活性形式的长度大致相当于半胱氨酸290-酪氨酸310在tau蛋白分子内的距离19埃(如Mandelkow，Brain Pathol.，2007，17，1783-90(Mandelkow，《脑病理学》，2007年，第17卷，第1783-1790页)所报道)，并且具有含羟基芳香基团，可与半胱氨酸290和酪氨酸310中的每个成键，从而可形成跨接tau蛋白的分子内桥以阻止tau蛋白聚集。

应当也具有上述a)-f)性质的另一种姜黄素类似物(41c)在图25a中示出。

本发明的另一种优选姜黄素类似物(未示出)涉及去除分子(38)-(40)中的甲氧基。

表面活性剂姜黄素

a.初始离子形式

在另一个据信能够利用LAT1活性转运体系的相关实施例中，对姜黄素分子进行改性以使带电氨基酸部分与酚羟基位于脂肪链的相对侧，如下列分子(42)所示：

由于该姜黄素分子(42)也适度模仿了一对左旋多巴酯分子(与上述分子(38)一样)，因此也可合理认为前药(42)将具有相当的溶解度，即约250mg/ml。并且，其阳离子性质应当使其非常适用于离子电泳递送。

b.中间氨基酸形式

一旦阳离子姜黄素酯前药(42)递送至血流中(优选通过离子电渗疗法)，血液来源酯酶将也以上述类似的方式裂解末端基团以得到含有羧酸的分子(43)，如下所示：

对该分子(43)的测试表明它也极像左旋多巴和酪氨酸，因为这三个分子都具有氨基酸主链以及乙基羟基苯基侧链。由于左旋多巴和酪氨酸均可经由LAT1氨基酸转运蛋白转运穿过血脑屏障，因此可合理认为该氨基酸姜黄素类似物(43)也将类似地经由LAT1活性转运蛋白顺利地转运穿过血脑屏障。

一种制备分子(43)的方法在图24b中示出。分子(42)可以按大致相似的方法进行制备。

c.最终脑部活性形式

一旦氨基酸姜黄素类似物(43)到达脑部，与左旋多巴相似，它将同样受到羧化酶的攻击，导致其羧基裂解。所得的分子(44)将和多巴胺相似，因为它具有含甲基氨基结构的羟基苯基基团，如下所示：

其他优选实施例包括复原分子(42)-(44)中的甲氧基，或用羟基取代分子(42)-(44)中去除的甲氧基。

-表面活性剂姜黄素的优点

有多个理由可以相信上述分子(44)将有利于治疗阿尔茨海默病。

首先，注意到姜黄素类似物(44)具有类多巴胺性质，因为它具有含甲基氨基结构的羟基苯基。如上所述，Ono报道称多巴胺具有抑制β淀粉样蛋白聚集的能力，其药效是姜黄素的大约10倍。

其次，Reinke，Chem.Biol.Drug Des.，2007，70，206-215(Reinke，《化学生物学与药物研制》，2007年，第70卷，第206-215页)报道称姜黄素可能以如下方式结合β淀粉样蛋白，其中中间疏水部分结合β淀粉样蛋白的疏水部分并且侧位羟基位于极性口袋中，如下所示：

据信姜黄素类似物分子(44)将会增加姜黄素的结合能力，因为添加的极性部分将有利于分子取向以便非极性的脂肪链保留于靠近β淀粉样蛋白的疏水部分的地方，如下图所示。

因此，上述分子(44)具有多个优点：

a)其初始形式具有高水溶性，适用于离子电泳递送，

b)其中间形式可经由LAT1活性转运体系转运穿过BBB；

c)其最终脑部活性形式具有由Fiala所提出的BDMC形式；

e)在最终脑部活性形式中加入极性部分将有助于保持分子结合至β淀粉样蛋白。

尽管所示分子(44)在侧位酚基上存在添加的类多巴胺部分，仍然可以认为所述类多巴胺部分也将有利于添加到中间酚基(如果存在的话)中以进一步增加该分子的结合力。例如下面所示的分子(45)。

一种制备分子(45)的方法在图25a中示出。分子(45)的酯基前药类似物可按大致相似的方法进行制备。

因此，在一些实施例中，提供了一种姜黄素类似物，其中以氨基酸部分对天然姜黄素进行改性以提高该类似物经由LAT1转运蛋白转运穿过血脑屏障的能力。

在它们的一些实施例中，氨基酸部分位于天然姜黄素的至少一个侧位酚基上。分子(39)是该实施例的例子。

在它们的一些实施例中，此氨基酸部分位于天然姜黄素的每个侧位酚基上。分子(43)是该实施例的例子。

在它们的一些实施例中，天然姜黄素的二酮基被芳香基团取代，并且氨基酸部分位于替代芳香基团上。分子(41c)和(45)是该实施例的例子。

天然类似物杂合物

现在参见图26a，如上所报道，天然类姜黄素分子在治疗阿尔茨海默病方面可能具有比原姜黄素更高的效力。具体地讲，已有报道称类姜黄素(31)和(33)在体外保护PC12细胞免遭β淀粉样蛋白侵害方面，其药效分别为天然姜黄素的5倍和3倍。经观察，分子(31)与姜黄素的不同之处在于其为反式构象，而分子(33)不具有姜黄素的甲氧基。还可观察到，这两种特性均存在于同一分子(35)中。并不希望受到理论束缚，据信分子(35)将具有分子(31)和(33)各自的药效优点，因此在体外保护PC12细胞免遭β淀粉样蛋白侵害方面，其药效可能高达天然姜黄素的约15倍。

图26b示出了制备分子(35)的方法。该方法基于美国专利No.5,679,864(Krackov)中所述的制备姜黄素类似物的方法，该专利的说明书全文以引用方式并入本文中。

图27a-b示出了制备分子(46)的两种方法，所述分子(46)是反式姜黄素分子(35)的变体，且其中通过以中间的苯环取代二酮部分使分子更具刚性。

图28示出了制备图13中合成的分子的另一种方法。图28所示的方法部分基于美国专利No.5,679,864(Krackov)中所述的制备姜黄素类似物的方法，该专利的说明书全文以引用方式并入本文中。

Claims

1.1-羟基3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。

2.3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。

3.1，3-二羟基4，6-双(4’-羟基苯乙烯基)苯。

4.1-羟基3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。

5.3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。

6.一种姜黄素类似物，其中天然姜黄素被氨基酸部分改性，所述氨基酸部分增强所述类似物的经由LAT1转运蛋白穿过血脑屏障的转运。

7.一种姜黄素类似物，所述姜黄素类似物具有至少一种选自下列的结构：

a)1-羟基3，5-双(4’-羟基苯乙烯基)苯，

b)1，3-二羟基4，6-双(4’-羟基苯乙烯基)苯，

c)1-羟基3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯，以及

d)3，5-双(3’，4’-二羟基苯乙烯基)苯。