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本发明提供一种在有需要的动物中抑制血管通透性过高的方法。该方法包括向动物给药有效量的二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有说明书中所述的通式。本发明也提供一种调节动物中内皮细胞的细胞骨架的方法。该方法包括向动物给药有效量的二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有说明书中所述的通式。本发明进一步提供一种试剂盒。该试剂盒包含给动物的二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有说明书中所述的通式。
1. 一种在有需要的动物中抑制血管通透性过高的方法，其包括向所述动物给药有效量的活性成分，其中所述活性成分包含二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有下式：
(a)氨基酸的侧链，其中所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中所述氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且所述衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述动物因为存在由血管通透性过高介导的疾病或病症而需要二酮哌嗪、其前药或盐。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中一旦诊断出所述疾病或病症，立即开始给药二酮哌嗪、其前药或盐。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中所述疾病或病症为糖尿病的血管并发症。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述血管并发症为水肿、低密度脂蛋白在内皮下空间中的聚集、加速的动脉粥样硬化、脑中血管壁的加速老化、心肌水肿、心肌纤维化、舒张期功能障碍、糖尿病性心肌病、在患糖尿病的母亲中胎儿肺部发育的滞后、一种或多种肺部生理学参数的变化、感染敏感性增加、肠系膜中的血管增生、糖尿病性神经病变、糖尿病性黄斑水肿、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病，或者皮肤的发红、变色、干燥和溃疡。
10. 根据权利要求5所述的方法，其中所述血管并发症为糖尿病性视网膜病。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述糖尿病性视网膜病为非增生性糖尿病性视网膜病。
13. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述疾病或病症为急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征，年龄相关性黄斑变性、动脉粥样硬化、脉络膜水肿、脉络膜炎、冠状微血管疾病、脑微血管疾病、糖尿病、伊尔斯氏病、由损伤引起的水肿、与高血压相关的水肿、肾小球的血管渗漏、失血性休克、高血压、欧文‑加斯综合征、缺血、黄斑水肿、肾炎、肾病、肾病性水肿、肾病综合征、神经病、水肿引起的器官衰竭、先兆子痫、肺水肿、肺性高血压、肾衰竭、视网膜水肿、视网膜出血、视网膜静脉闭塞、视网膜炎、视网膜病变、无症状性脑梗死、全身炎症反应综合征、移植肾小球病、葡萄膜炎、血管渗漏综合征、玻璃体出血或VonHippleLindau病。
17. 根据权利要求1所述的方法，其中所述动物因为一种或多种由血管通透性过高介导的疾病或病症的早期表现，或倾向于发展为由血管通透性过高介导的疾病或病症，而需要二酮哌嗪、其前药或盐。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述疾病或病症为糖尿病、高血压或动脉粥样硬化。
19. 根据权利要求1所述的方法，其中所述血管通透性过高是在下述部位之中或周围发现的连续性内皮的血管通透性过高，所述部位为脑、膈、十二指肠肌肉组织、脂肪、心脏、肾脏、大血管、肺部、肠系膜、神经、视网膜、骨骼肌、皮肤或睾丸。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中在下述部位之中或周围发现所述连续性内皮，所述部位为脑、心脏、肺部、神经或视网膜。
21. 根据权利要求1所述的方法，其中所述血管通透性过高是在下述部位之中或周围发现的开窗内皮的血管通透性过高，所述部位为肾脏、胰脏、肾上腺、内分泌腺或肠。
23. 根据权利要求1‑22中的任一项所述的方法，其中R1、R2或这二者为天冬氨酸的侧链或谷氨酸的侧链，或者天冬氨酸的侧链的衍生物或谷氨酸的侧链的衍生物，其中用‑COOR3基团或‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中R3和R4如权利要求1中所定义。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中R1为天冬氨酸的侧链或谷氨酸的侧链，并且R2为丙氨酸的侧链或酪氨酸的侧链。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中R1为天冬氨酸的侧链，并且R2为丙氨酸的侧链。
26. 根据权利要求1‑22中的任一项所述的方法，其中R1、R2或这二者为甲硫氨酸的侧链或精氨酸的侧链。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中R1为甲硫氨酸的侧链，并且R2为精氨酸的侧链。
28. 根据权利要求1‑27中的任一项所述的方法，其中所述二酮哌嗪、其前药或盐为口服给药。
30. 一种调节动物中内皮细胞的细胞骨架的方法，其包括向所述动物给药有效量的活性成分，其中所述活性成分包含二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有通式：
(a)氨基酸的侧链，其中所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中所述氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且所述衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
31. 根据权利要求30所述的方法，其中所述调节细胞骨架包括抑制肌动蛋白张力丝形成。
32. 根据权利要求30所述的方法，其中所述调节细胞骨架包括引起、增加或延长皮质肌动蛋白环的形成。
33. 根据权利要求30所述的方法，其中所述调节细胞骨架包括抑制RhoA。
34. 根据权利要求30‑33中的任一项所述的方法，其中R1、R2或这二者为天冬氨酸的侧链或谷氨酸的侧链，或者天冬氨酸的侧链的衍生物或谷氨酸的侧链的衍生物，其中用‑COOR3基团或‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中R3和R4如权利要求30中所定义。
35. 根据权利要求34所述的方法，其中R1为天冬氨酸的侧链或谷氨酸的侧链，并且R2为丙氨酸的侧链或酪氨酸的侧链。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中R1为天冬氨酸的侧链，并且R2为丙氨酸的侧链。
37. 根据权利要求30‑33中的任一项所述的方法，其中R1、R2或这二者为甲硫氨酸的侧链或精氨酸的侧链。
38. 根据权利要求37所述的方法，其中R1为甲硫氨酸的侧链，并且R2为精氨酸的侧链。
(a)装有二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐的容器；和
(b)给药二酮哌嗪、其前药或者药学上可接受的盐，实施根据权利要求1‑34中的任一项所述的方法的说明，其中所述二酮哌嗪具有通式：
(a)氨基酸的侧链，其中所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中所述氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且所述衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
40. 根据权利要求39所述的试剂盒，其中R1、R2或这二者为天冬氨酸的侧链或谷氨酸的侧链，或者天冬氨酸的侧链的衍生物或谷氨酸的侧链的衍生物，其中用‑COOR3基团或‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中R3和R4如权利要求39中所定义。
41. 根据权利要求40所述的试剂盒，其中R1为天冬氨酸的侧链或谷氨酸的侧链，并且R2为丙氨酸的侧链或酪氨酸的侧链。
42. 根据权利要求41所述的试剂盒，其中R1为天冬氨酸的侧链，并且R2为丙氨酸的侧链。
43. 根据权利要求39所述的试剂盒，其中R1、R2或这二者为甲硫氨酸的侧链或精氨酸的侧链。
44. 根据权利要求43所述的试剂盒，其中R1为甲硫氨酸的侧链，并且R2为精氨酸的侧链。
本发明涉及抑制血管通透性过高(vascularhyperpermeability)以及由其导致的水肿和其它不良作用的方法和试剂盒。本发明还涉及调节内皮细胞的细胞骨架的方法和试剂盒。这两种方法包括向动物给药下式I的二酮哌嗪(DKP)、该DKP的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐。
血管内皮衬在所有血管内部。其作为血液与组织和器官的界面。内皮形成半渗透屏障，其保持血液隔室的完整性，但是允许水、离子、小分子、大分子和细胞以经调节的方式通过。该过程的失调将导致血管渗漏到下面的组织中。流体向组织中的渗漏会引起水肿，其在多种疾病中可以引起严重且危及生命的后果。因此，非常需要用于减少水肿，优选在水肿的最早期阶段减少水肿，以及生理学上恢复内皮屏障的方法。
本发明提供这样的方法。具体地，本发明提供一种抑制血管通透性过高以及由其导致的水肿和其它不良作用的方法。本方法包括向有此需要的动物给药有效量的活性成分，其中活性成分包含二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中二酮哌嗪具有通式：
(a)氨基酸的侧链，其中该氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中该氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且该衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
本发明的抑制血管通透性过高包括抑制细胞旁途径引起的通透性过高(paracellular‑causedhyperpermeability)以及转胞吞作用引起的通透性过高(transcytosis‑causedhyperpermeability)。近期的证据显示，转胞吞作用引起的通透性过高是在多种疾病和病症中最终导致组织和器官的损害过程中的第一步。因此，本发明提供在这些疾病和病症中的早期介入手段，其可以减少、延迟或甚至可能阻止在这些疾病和病症中可见的组织和器官损害。
本发明还提供调节动物中的内皮细胞的细胞骨架的方法。本方法包括向动物给药有效量的活性成分，其中所述活性成分包含二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有通式：
(a)氨基酸的侧链，其中该氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中该氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且该衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
本发明进一步提供一种试剂盒。所述试剂盒包含二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种对动物的药学上可接受的盐，其中所述二酮哌嗪具有通式：
(a)氨基酸的侧链，其中该氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中该氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且该衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
在本文中使用的“血管通透性过高”表示与基础水平相比，血管内皮的通透性升高。在本文中使用的“血管通透性过高”包括细胞旁途径引起的通透性过高和转胞吞作用引起的通透性过高。
在本文中使用的“细胞旁途径引起的通透性过高”表示由细胞旁途径运输引起的与基础水平相比升高的血管通透性过高。“细胞旁途径引起的通透性过高”的其它特征如下文所述。
在本文中使用的“转胞吞作用引起的通透性过高”表示由转胞吞作用引起的与基础水平相比升高的血管通透性过高。
在本文中使用的“转胞吞作用(transcytosis)”表示大分子以及相伴的液相血浆成分跨越内皮的内皮细胞的主动运输。“转胞吞作用”的其它特征如下文所述。
当动物目前具有由血管通透性过高介导的疾病或病症、显示出这类疾病或病症的早期症状，或者具有发展这类疾病或病症的倾向时，该动物“需要”本发明的治疗。
在本文中使用的“介导(mediated)”及类似术语表示由血管通透性过高引起、引起血管通透性过高、涉及血管通透性过高，或者因血管通透性过高而加重。
内皮是控制从血液到组织实质的分子交换的重要看门人。其在很大程度上控制具体的血管床到血源性分子(blood‑bornemolecule)的渗透性。内皮细胞屏障的渗透性和选择性主要取决于在不同血管床中的微脉管系统内作为衬里的内皮的结构和类型。在不同器官的微血管床内作为衬里的内皮细胞显示出结构上的分化，其可以被分成三个主要的形态学类型：窦状型(sinusoidal)、开窗型(fenestrated)和连续型。
窦状内皮(也称为“不连续内皮”)具有大的细胞间和细胞内间隙并且无基底膜，其允许受到最小限度限制的从毛细血管腔到组织及从组织到毛细血管腔的分子运输。在肝脏、脾脏和骨髓中发现了窦状内皮。
开窗内皮(fenestratedendothelium)的特征在于存在大量60‑80nm直径的被称为窗的圆形的跨细胞的开口。在需要小分子快速交换的组织和器官中发现开窗内皮，包括肾脏(肾小球、肾小管周围毛细血管和上行直小血管(ascendingvasarecta))、胰脏、肾上腺、内分泌腺和肠。这些窗被薄膈覆盖，除了在发育成熟的、健康的肾小球中的那些。参考Ichimura等，J.Am.Soc.Nephrol.，19：1463‑1471(2008)。
连续性内皮不含有窗或大的间隙。相反地，连续性内皮的特征在于不间断的内皮细胞单层。体内的大部分内皮为连续性内皮，且连续性内皮被发现位于脑(血脑屏障)、膈、十二指肠肌肉组织、脂肪、心脏、肾脏的一些区域(乳突微脉管系统、下行直小血管)、大血管、肺部、肠系膜、神经、视网膜(血视网膜屏障)、骨骼肌、睾丸以及身体的其它组织和器官之中或周围。
在一般的意义上，可将连续性内皮中的内皮运输视为通过细胞旁途径和跨细胞途径发生。细胞旁途径是在内皮细胞之间，通过内皮细胞间连接(IEJ)的途径。在未受干扰的连续性内皮中，通过扩散和对流来实现水、离子和小分子的细胞旁途径运输。大量水(最多40%)也通过被称为水通道蛋白的水‑运输膜通道跨细胞地穿越内皮细胞屏障。多种刺激可以破坏IEJ组织，从而打开内皮屏障中的间隙。这些细胞间间隙的形成允许内皮细胞之间的液体、离子、大分子(例如蛋白质)和其它血浆成分以不受限制的方式通过。这种细胞旁途径引起的通透性过高产生的水肿和其它不良作用能够最终导致组织和器官的损害。
跨细胞途径负责大分子跨过内皮细胞的主动运输，所述大分子例如白蛋白和其它血浆蛋白，该过程被称作“转胞吞作用”。大分子的运输出现在被称作为细胞膜穴样凹陷的小囊泡中。几乎所有的连续性内皮具有丰富的细胞膜穴样凹陷，除了位于脑和睾丸中的连续性内皮具有很少的细胞膜穴样凹陷。转胞吞作用是多步过程，其涉及从质膜连续地细胞膜穴样凹陷芽殖和裂变和跨细胞的易位，以及随后的与相对质膜(oppositeplasmalemma)的对接和融合，在此细胞膜穴样凹陷通过胞吐作用向间质中释放它们的内容物。在正常的生理学条件下，转胞吞作用是选择性的并且受到了严密的调控。
对于跨细胞途径的基础重要性的认识正在逐步深入。血浆蛋白质的转胞吞作用，尤其是白蛋白(其代表65%的血浆蛋白质)的转胞吞作用受到格外的关注，因为其调节跨血管的血液渗透压梯度的能力。可以认识到，白蛋白和其它血浆蛋白质的高于基础水平的增加的转胞吞作用会增加它们的组织蛋白质浓度，这将导致水移动跨过内皮屏障，从而产生水肿。
通过转胞吞作用也会运输低密度脂蛋白(LDL)跨过内皮细胞。在高脂血症中，已经检测LDL转胞吞作用的显著增加来作为动脉粥样硬化形成的初期事件。LDL在内皮下空间中聚集，从而陷入扩张的基底膜和细胞外基质中。在高脂血症中内皮下脂蛋白聚集，随后的一连串事件会导致粥样斑块的形成。已有报道称晚期的动脉粥样硬化病变有时会伴随IEJ的打开以及LDL和白蛋白大量不受控制的通过。
血管并发症是糖尿病的特点。在大血管水平，疾病似乎表现为动脉粥样硬化过程的加速。关于微血管病变，视网膜、肾小球以及神经的微脉管系统的变化导致最多种的临床并发症，但是，越来越多的研究显示，糖尿病也会影响其它器官的微脉管系统，例如肠系膜、皮肤、骨骼肌、心脏、脑，以及肺部，导致另外的临床并发症。在所有这些血管床中，血管通透性的改变似乎代表了糖尿病内皮功能障碍的特点。
在连续性内皮中，在糖尿病的早期，对于血浆大分子毛细管的通透性过高被解释为跨内皮的囊泡运输的强化(即由增强的转胞吞作用引起)，而不是IEJ的脱稳定化。此外，已有报道称糖尿病患者的内皮细胞(包括脑的那些)含有与正常相比数量增加的细胞膜穴样凹陷，以及糖化的蛋白质，尤其是糖化的白蛋白会被内皮细胞吸收，并且以比它们天然形式明显更快的速度进行胞转作用。此外，增强的大分子转胞吞作用是会持续到超过糖尿病早期阶段的过程，并且如果不对该疾病进行治疗，可能是导致糖尿病患者组织和器官水肿的原因。该水肿随后导致组织和器官的损害。在高血压中也已经报道了大分子跨细胞运输的类似的增加。
细胞旁途径引起的通透性过高也是糖尿病和糖尿病血管并发症的原因。细胞旁途径的IEJ包括粘着连接(AJ)和紧密连接(TJ)。糖尿病改变在AJ和TJ两者中的特定蛋白质的含量、磷酸化和定位，从而促进增加的内皮屏障通透性。
通过转胞吞作用和细胞旁途径，也会发生开窗内皮中的内皮运输。此外，借由窗发生内皮运输。开窗内皮对于水和小亲水溶质具有显著高的通透性，这是因为窗的存在。
窗可能会或可能不会被膈所覆盖。具有带膈的窗(diaphragmedfenestrae)的内皮的位置包括内分泌组织(例如胰岛和肾上腺皮质)、胃肠粘膜以及肾脏的肾小管周围毛细血管。具有带膈的窗的开窗内皮的血浆蛋白质的通透性不会超过连续性内皮的血浆蛋白质的通透性。
具有不带膈的窗的内皮的位置包括肾的肾小球。肾小球的开窗内皮被延伸到窗内的多糖包被覆盖(形成所谓的“可捕捉的塞子(seiveplug)”)以及被更为松散关联的糖蛋白的内皮细胞表面层覆盖。功能的选择通透性研究的数学分析已经确定肾小球的内皮细胞多糖包被(包括存在于窗中的)和与其关联的表面层占据循环中血浆蛋白的最多95%的保留值(retention)。
已经发现肾小球内皮中的窗的损失与一些疾病中的蛋白尿相关，这些疾病包括糖尿病性肾病、移植肾小球病、先兆子痫、糖尿病、肾衰竭、环孢霉素肾病、血清性肾炎以及Thy‑1肾炎。已经发现，肌动蛋白重排，并且尤其是张力丝(stressfiber)的解聚对于窗的形成和保持是重要的。
本发明提供一种抑制血管通透性过高的方法，所述血管通透性过高存在于含有连续性内皮或被连续性内皮包围的任何组合或器官中。如上所述，连续性内皮存在于脑(血脑屏障)、膈、十二指肠肌肉组织、脂肪、心脏、肾脏的一些区域(乳突微脉管系统、下行直小血管)、大血管、肺部、肠系膜、神经、视网膜(血视网膜屏障)、骨骼肌、皮肤、睾丸、脐静脉和身体的其它组织和器官之中或周围。优选地，连续性内皮是发现存在于脑、心脏、肺部、神经或视网膜中或周围的连续性内皮。
本发明还提供一种抑制血管通透性过高的方法，所述血管通透性过高存在于含有开窗内皮或被开窗内皮包围的任何组织和器官中。如上所述，开窗内皮存在于肾(肾小球、肾小管周围毛细血管和上行直小血管)、胰脏、肾上腺、内分泌腺和肠之中或周围。优选地，开窗内皮是发现存在于肾中，尤其是在于肾的肾小球中的开窗内皮。
此外，由血管通透性过高介导的任何疾病或病症可以通过本发明的方法来治疗，以抑制血管通透性过高。这样的疾病和病症包括糖尿病、高血压和动脉粥样硬化。
具体地，糖尿病的血管并发症(包括含有连续性内皮或开窗内皮的脑、心脏、肾脏、肺部、肠系膜、神经、视网膜、骨骼肌、皮肤以及其它组织和器官的血管并发症)可以通过本发明来治疗。这些血管并发症包括水肿、LDL在内皮下空间中的聚集、加速的动脉粥样硬化，以及下述并发症：脑(血管壁的加速老化)、心脏(心肌水肿、心肌纤维化、舒张期功能障碍、糖尿病性心肌病)、肾脏(糖尿病性肾病)、肺部(在患糖尿病的母亲中胎儿肺部发育的滞后、一些肺部生理学参数的变化和感染敏感性增加)、肠系膜(血管增生)、神经(糖尿病性神经病变)、视网膜(黄斑水肿和糖尿病性视网膜病)和皮肤(发红、变色、干燥和溃疡)。通过本发明的方法能够抑制1型(自身免疫性)和2型(非胰岛素依赖)糖尿病中的血管通透性过高。2型糖尿病是糖尿病最常见的类型，影响90‑95%的糖尿病患者，而且其治疗，尤其是具有2型糖尿病(参见下文)的早期表现或倾向于发展为2型糖尿病(参见下文)的患者的治疗，应该是特别有利的。
糖尿病性视网膜病是导致失明的主要原因，其影响估计二千一百万患有糖尿病的美国人中的约25%。尽管其发病率和发展可以通过加强血糖和血压控制来降低，但几乎所有患有1型糖尿病的患者和超过60%患有2型糖尿病的患者最终会发展成糖尿病性视网膜病。糖尿病性视网膜病存在两个阶段。第一，非增生性视网膜病变，是该疾病的较早阶段且其特征在于增加的血管通透性、微动脉瘤、水肿以及最终的血管闭塞。新生血管形成不是非增生性阶段的成分。在这个阶段的大部分视觉丧失是由于黄斑(视网膜的中心区域)中的液体积累。这种液体积累被称为黄斑水肿并且可以导致暂时或永久的视力降低。糖尿病性视网膜病的第二阶段被称为增生性视网膜病变，且其特征在于异常新血管的形成。不幸的是，这种异常新生血管形成可以非常有破坏性，这是因为其可以引起眼部的出血、视网膜瘢痕组织、糖尿病患者的视网膜剥离或青光眼，这些中的任何均可以导致视力降低或失明。黄斑水肿也会出现在增生阶段。
糖尿病性神经病变是糖尿病常见的严重的并发症。存在四种主要类型的糖尿病性神经病变：周围神经病变、自主神经病变、神经根丛神经病变(radiculoplexusneuropathy)以及单一神经病变。周围神经病变(最常见的糖尿病性神经病变类型)的表现和症状包括：麻木或感觉疼痛或温度变化的能力降低(尤其是脚部和脚趾)、麻刺感或发烫感觉、锐痛、走路时的疼痛、对于非常轻的接触极其敏感、肌无力、走路困难，以及严重的脚部问题(例如溃烂、感染、变形以及骨和关节疼痛)。自主神经病变影响自主神经系统，自主神经系统控制心脏、膀胱、肺部、胃、肠、性器官以及眼部，这些区域中的任何部分均可能出现问题。神经根丛神经病变(也称为糖尿病肌萎缩、股神经病或近端神经病变(proximalneuropathy))通常影响通常在身体一侧上的臀部、肩部或腹部的神经。单一神经病变是指仅损害一个神经，通常是胳膊、腿或面部的神经。糖尿病性神经病变的常规并发症包括肢(例如，脚趾、脚部或腿)缺损、夏科关节(charcotjoint)、尿道感染、尿失禁、无知觉性低血糖(甚至可能是致死的)、低血压、消化问题(例如，便秘、腹泻、恶心以及呕吐)、性功能障碍(例如，勃起功能障碍)，以及出汗增加或减少。可以看出，症状可以从轻微到疼痛、到失去能力以及甚至是致死的。
糖尿病性肾病是在美国引起末期肾脏疾病的最普遍的原因。其是糖尿病的血管并发症，影响肾脏的肾小球毛细血管并且降低肾脏的过滤能力。首先显示患有肾病的是超过滤的出现，以及随后的微量白蛋白尿。严重的蛋白尿和持续衰退的肾功能出现在末期肾脏疾病之前。通常，在肾病的任何表现出现之间，通常忽视视网膜病变。对于由糖尿病引起的末期肾脏疾病患者通常建议进行肾移植。接受移植的患者5年存活率为约60%，相比地，进行透析的患者5年存活率仅为2%。
高血压通常发展很多年，并且其最终会影响几乎每个人。未受控制的高血压会增加严重健康问题的风险，所述严重健康问题包括：心脏病发作、充血性心力衰竭、中风、周围动脉疾病、肾衰竭、动脉瘤、眼部损伤，以及在记忆或认知方面出现问题。
动脉粥样硬化也是逐渐发展的。动脉粥样硬化能够影响冠状动脉、颈动脉、周围动脉或微脉管系统，动脉粥样硬化的并发症包括：冠心病(其可以引起心绞痛或心脏病发作)、冠状微血管疾病、颈动脉疾病(其可以引起短暂性脑缺血发作或中风)、周围动脉疾病(其可以引起对于热和冷的敏感度的丧失或甚至是组织死亡)，以及动脉瘤。
根据本发明可以治疗的其它疾病和病症包括：急性肺损伤、年龄相关性黄斑变性、脉络膜水肿、脉络膜炎、冠状微血管疾病、脑微血管疾病、伊尔斯氏病(Ealsdisease)，由损伤(例如，创伤或烧伤)引起的水肿、与高血压相关的水肿、肾小球的血管渗漏、失血性休克、欧文‑加斯综合征(IrvineGassSyndrome)、缺血引起的水肿、黄斑水肿(例如，除了由糖尿病引起的黄斑水肿之外，由血管闭塞、眼内手术(例如，白内障手术)后、葡萄膜炎或色素性视网膜炎引起)、肾炎(例如，肾小球肾炎、血清病性肾炎以及Thy‑1肾炎)、肾病、肾病性水肿、肾病综合征、神经病、由组织水肿引起的器官衰竭(例如，在败血症中或由创伤引起)、先兆子痫、肺水肿、肺性高血压、肾衰竭、视网膜水肿、视网膜出血、视网膜静脉闭塞(例如，分支或中心静脉闭塞)、视网膜炎、视网膜病变(例如，除了糖尿病视网膜病变之外，动脉粥样硬化性视网膜病变、高血压性视网膜病变、放射性视网膜病变、镰状红细胞性视网膜病变以及早熟性视网膜病变)、无症状性脑梗死(silentcerebralinfarction)、全身炎症反应综合征(SIRS)、移植肾小球病、葡萄膜炎、血管渗漏综合征、玻璃体出血以及VonHippleLindau病(VonHippleLindaudisease)。此外，已知一些药物(包括那些用于治疗多发性硬化的药物)会引起血管通透性过高，而二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐可以用来减少在使用这些药物时的上述不期望的副作用。
在本文中使用的“治疗”表示减少(全部或部分地)症状、减少疾病或病症的持续时间或严重程度，包括治愈疾病，或预防疾病或病症。
近期的证据显示，转胞吞作用引起的通透性过高是在多种疾病和病症中最终导致组织和器官损害的过程的第一步。因此，本发明提供在这些疾病和病症中的早期介入手段，其能够减少、延迟或甚至潜在地阻止在这些疾病和病症中组合和器官的损伤。例如，基于可根据本发明治疗的疾病或病症(上述的那些疾病和病症)中的一种的诊断，可以对动物立即进行治疗。
可选择地，优选在存在症状之前治疗动物，所述动物具有这样的疾病或症状的早期表现或倾向于发展为这样的疾病或症状。糖尿病、高血压以及动脉粥样硬化的早期表现以及危险度因子是众所周知的，并且对于显示这些早期表现或危险度因子的动物的治疗可以在疾病或病症的症状存在之前开始(即预防地)。
例如，根据诊断，对于被确诊为患有糖尿病的患者的治疗可以立即开始。具体地，糖尿病患者应当优选在出现血管并发症的任何症状之前，用二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或它们中的任何一种的盐来治疗，不过这经常是不可能的，因为大多数糖尿病患者在其确诊时已显示这些症状(参见下文)。可选择地，糖尿病患者应当在非增生性糖尿病性视网膜病较为轻微(即，微动脉瘤和视网膜内出血的轻微水平)时接受治疗。参见DiabeticRetinopathy，第9页(编辑EliaDuh，M.D.，HumanPress，2008)。这样的早期治疗可以提供预防黄斑水肿和视网膜病变向增生性糖尿病性视网膜病发展的最佳机会。此外，糖尿病性视网膜病的存在被认为是糖尿病的其它微血管并发症存在或将会发展的表现(参见Id.，474‑477页)，并且早期的治疗还可以预防或减少这些其它的并发症。当然，也可以治疗糖尿病血管并发症的更为晚期的疾病和病症，并得到有益结果。
但是，如上文所述，在糖尿病被确诊时，血管并发症通常已经存在。相应地，优选对于具有糖尿病的早期表现或倾向于发展为糖尿病的患者进行预防性治疗。2型糖尿病的早期表现和危险度因子包括空腹血糖高，但是还未足够高以确定为糖尿病(“糖尿病前期”)、高胰岛素血症、高血压、血脂异常(高胆固醇、高甘油三酯、高低密度脂蛋白，和/或低水平高密度脂蛋白)、肥胖(体重指数高于25)、不活动、超过45岁、睡眠不足、家族糖尿病史、少数种族、妊娠糖尿病史、多囊卵巢综合征史和代谢综合征的诊断。相应地，可以容易地预防性地治疗具有2型糖尿病的早期表现或倾向于发展为2型糖尿病的患者。
相似地，根据诊断，对于被确诊为患有高血压的患者的治疗可以立即开始。高血压通常不会引起任何症状，但是对于具有发展为高血压的倾向的患者可以开始预防性治疗。高血压的危险度因子包括年龄、种族(在黑人中高血压更为常见)、家族史(高血压在家族中延续)、超重或肥胖、缺乏活动、吸烟、饮食中盐分过多、饮食中钾过少、饮食中维生素D过少、饮酒过多、压力水平高、一定的慢性条件(例如，高胆固醇、糖尿病、肾脏疾病以及睡眠性呼吸暂停)以及使用某些药物(例如，口服避孕药、、减肥药，以及其它凉性和过敏性药物(coldandallergymedications))。
对于被确诊为动脉粥样硬化的患者可以在诊断后立即开始治疗。但是，优选对于具有动脉粥样硬化的早期表现或倾向于发展为动脉粥样硬化的患者进行预防性治疗。动脉粥样硬化的早期表现和危险度因子包括年龄、动脉瘤或早期心脏疾病的家族史、高血压、高胆固醇、高甘油三酯、胰岛素抗药性、糖尿病、肥胖、吸烟、缺乏体力活动、不健康饮食，以及高C‑反应蛋白水平。
本发明抑制血管通透性过高的方法包括向需要抑制血管通透性过高的动物给药有效量的活性成分，其中该活性成分包含二酮哌嗪、二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐。本发明的二酮哌嗪具有下式：
(a)氨基酸的侧链，其中该氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基异丁酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、瓜氨酸、苯丙氨酸、对‑氨基苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甲状腺素、半胱氨酸、高半胱氨酸、甲硫氨酸、青霉胺或鸟氨酸；或
(c)氨基酸的侧链的衍生物，其中该氨基酸为(a)中所述的那些之一，并且该衍生化的侧链：
(i)用‑NHR3或‑N(R3)2基团替代‑NH2基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(ii)用‑O‑PO3H2或‑OR3基团替代‑OH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iii)用‑COOR3基团替代‑COOH基团，其中每个R3可以独立地为取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
(iv)用‑CON(R4)2基团替代‑COOH基团，其中每个R4可以独立地为H或取代的或未取代的以下基团：烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、烷芳基、芳烷基或杂芳基；
最优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1、R2或这二者为天冬氨酸的或谷氨酸的侧链，或这样侧链的‑COOH基团被‑COOR3基团或‑CON(R4)2基团所替代的衍生物，其中R3和R4在上面定义了。在这组化合物中，优选的是如下二酮哌嗪类，其包括天冬氨酸和丙氨酸的侧链(Asp‑AlaDKP或DA‑DKP)、谷氨酸和丙氨酸的侧链(Glu‑AlaDKP或EA‑DKP)、酪氨酸和天冬氨酸的侧链(Tyr‑AspDKP或YD‑DKP)、酪氨酸和谷氨酸的侧链(Tyr‑GluDKP或YE‑DKP)和这四种二酮哌嗪的天冬氨酸或谷氨酸的侧链的衍生物，这些衍生物中‑COOH基团被‑COOR3基团或‑CON(R4)2基团所替代，其中R3和R4在上面定义了。最优选的是DA‑DKP。
还优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1、R2或二者均为疏水性侧链或疏水性侧链衍生物。“疏水性侧链衍生物”是指衍生的侧链是疏水性的。具体地，优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1和/或R2可以相同或不同，R1和R2各为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸的侧链，和/或R1和/或R2为‑CH2‑CH2‑CH2‑并且与一个或多个邻近的氮原子一起形成脯氨酸。这组化合物中，优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1和/或R2可以相同或不同，R1和R2各为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸或酪氨酸的侧链，更优选丙氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、α‑氨基丁酸、亮氨酸、异亮氨酸或正亮氨酸的侧链。
另外优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1、R2或这两个侧链均为中性侧链或中性侧链衍生物。“中性侧链衍生物”是指衍生的侧链是中性的。具体地，优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1和/或R2可以相同或不同，R1和R2各为天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、半胱氨酸或甲硫氨酸的侧链。在这组中，优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1和/或R2可以相同或不同，R1和R2各为天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸或苏氨酸的侧链。
还优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1、R2或二者均为碱性侧链或碱性侧链衍生物。“碱性侧链衍生物”是指衍生的侧链是碱性的。具体地，优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1和/或R2可以相同或不同，R1和R2各为瓜氨酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、赖氨酸、羟基赖氨酸、组氨酸、精氨酸、高精氨酸、对‑氨基苯丙氨酸或鸟氨酸的侧链。在这组中，优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1和/或R2可以相同或不同，R1和R2各为瓜氨酸、2,4‑二氨基丁酸、2,3‑二氨基丁酸、赖氨酸、精氨酸、高精氨酸或对‑氨基苯丙氨酸的侧链。
进一步优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1、R2或二者均为甲硫氨酸的侧链、精氨酸的侧链或这些侧链的衍生物。这组中最优选的是如下二酮哌嗪类，其中R1是甲硫氨酸的侧链和R2是精氨酸的侧链(Met‑ArgDKP或MR‑DKP)。
“替代”是指，参照氨基酸的侧链的化学式，所述特定基团被所述其它特定基团替代。例如，异亮氨酸的侧链的化学式为‑CH(CH3)‑CH2‑CH3。如果该末端‑CH3基被‑CH2‑OH基替代，那么所得的衍生的异亮氨酸侧链的化学式就是‑CH(CH3)‑CH2‑CH2‑OH。作为另一个实例，丙氨酸的侧链化学式为‑CH3。如果所述氢原子之一被氯原子替代，那么所得的衍生丙氨酸的侧链就是‑CH2‑Cl。注意甘氨酸的侧链是‑H，并且如果该H被氯(或其它卤素)原子替代，所得的侧链就是‑Cl，该氯原子连到环碳上(例如R1＝‑Cl)。
NH2‑CH‑COOH骨架上的氨基酸部分。例如，甘氨酸的侧链为‑H，丙氨酸的侧链为‑CH3，以及丝氨酸的侧链为‑CH2OH。
“烷基”是指含有1‑10个，优选1‑6个碳原子的饱和直链或支链烃。“低级烷基”是指含有1‑6个碳原子的饱和直链或支链烃。
“环烷基”是指含有至少一个环的饱和环烃，每个环含有至少3个碳原子。优选地，该环烷基含有一个4‑8个碳原子的环。
“杂环烷基”是指至少一个环的一个或多个环碳原子被O、S和/或N替代的环烷基。
“杂芳基”是指至少一个环的一个或多个环碳原子被O、S和/或N替代的芳基。
“取代的”是指所述部分取代有一个或多个选自以下的取代基：‑OH、NH2、‑SH、‑COOH和/或卤素原子。
例如，二酮哌嗪类能够通过首先合成二肽来制备。该二肽能够通过本领域中熟知的方法使用L‑氨基酸、D‑氨基酸或D‑和L‑氨基酸的组合来合成。优选的是固相多肽合成方法。当然，二肽也能够从大量的来源处商业获得，包括Sigma‑Aldrich，St.Louis，MO(主要地委托合成)，PhoenixPharmaceuticals，Inc.，Belmont，CA(委托合成)，FisherScientific(委托合成)和AdvancedChemTech，Louisville，KY.
所述二肽被合成或买到之后，被环化形成二酮哌嗪。这能够通过许多种技术来完成。
例如，美国专利申请公开2004/0024180说明了一种环化二肽的方法。简要地，将所述二肽在有机溶剂中加热同时通过蒸馏除去水分。优选地，该有机溶剂为水低沸共沸物，例如乙腈、烯丙醇、苯、苯甲醇、正‑丁醇、2‑丁醇、叔‑丁醇、乙酸丁酯、四氯化碳、氯苯、氯仿、环己胺、1,2‑二氯乙烷、二乙基乙缩醛、二甲基乙缩醛、乙酸乙酯、庚烷、甲基异丁基酮、3‑戊醇、甲苯和二甲苯。所述温度取决于环化发生的反应速度和所用的共沸剂的类型。反应优选在50‑200℃进行，更优选80‑150℃。环化发生所在的pH范围能够容易地被本领域技术人员所确定。有利的是，pH为2‑9，优选3‑7。
当所述二肽的一个或两个氨基酸在其侧链上具有羧基或衍生为具有羧基时(例如天冬氨酸或谷氨酸)，所述二肽优选按照美国专利6,555,543所说明的进行环化。简要地，将侧链羧基仍然被保护着的二肽在中性条件下加热。典型地，将该二肽于大约80℃‑大约180℃加热，优选大约120℃。所述溶剂为中性溶剂。例如，所述溶剂可以包括醇(例如丁醇、甲醇、乙醇，和高级醇，但不为酚)和共沸共溶剂(例如甲苯、苯，或二甲苯)。优选地，所述醇为丁‑2‑醇，并且所述共沸共溶剂为甲苯。加热一直持续到反应完全，并且这些时间能够凭经验确定。典型地，所述二肽通过回流大约8‑24小时，优选约18小时来环化。最后，将所述保护基团从二酮哌嗪上除去。在这样做的时候，应该避免使用强酸(无机酸，例如硫酸或盐酸)、强碱(碱金属的碱(alkalinebases)，例如氢氧化钾或氢氧化钠)，和强还原剂(例如氢化铝锂)，以保持最终化合物的手性。
固相树脂上制备的二肽能够通过一步来环化并从树脂上释放。参见例如美国专利5,817,751。例如，将附有N‑烷基化二肽的树脂悬浮于有乙酸(例如1%)或三乙胺(例如4%)存在的甲苯或甲苯/乙醇中。典型地，优选碱性环化条件，因为它们具有更快的环化时间。
为了制备氨基酸侧链被衍生化的二酮哌嗪，在二肽的合成中可以使用氨基酸衍生物，可将二肽衍生化和/或可将二酮哌嗪类衍生化，如本领域公知的那样。参见例如上述引用的那些参考文献。
环化二肽和制备二酮哌嗪类的其它方法是本领域已知的，并且可用于制备在本发明实践中有用的二酮哌嗪类。参见例如上述引用的那些参考文献。此外，适合于在本发明中使用的很多二酮哌嗪类能够按照美国专利7,732,403所述由蛋白和肽制备，其完整公开的内容在此引入作为参考。还有，在本发明实践中使用的二酮哌嗪类能够从例如Syngene,India或HemmoPharmaceuticalsPvt.Ltd.,India(均为委托合成)商业获得。
二酮哌嗪类包括能够通过改变各个手性中心、轴线或表面的构型得到的所有可能的立体异构体。换句话说，二酮哌嗪类包括所有可能的非对映体和所有的光学异构体(对映体)。
“前药”表示当向动物给药这类前药时，在体内释放活性母体药物(在本案中为二酮哌嗪)的任何化合物。二酮哌嗪的前药包括可在体内裂解从而生成二酮哌嗪的任何基团衍生化的二酮哌嗪。前药的实例包括酯。
本发明二酮哌嗪及其前药的生理学上可接受的盐也可以在本发明实践中使用。生理学上可接受的盐包括常规的非毒性盐，例如衍生于无机酸(例如盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、硝酸等)的盐，衍生于有机酸(例如乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸(glycolic)、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、谷氨酸、天冬氨酸、苯甲酸、水杨酸、草酸、抗坏血酸等)的盐，或衍生于碱(例如药学上可接受的金属阳离子的或衍生于N,N‑二苄基乙二胺、D‑葡糖胺或乙二胺的有机阳离子的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐)的盐。这些盐以常规的方法制备，例如通过用酸中和所述化合物的游离碱形式。
如上所述，式I的二酮哌嗪、式I的二酮哌嗪的前药或它们中的任何一种的药学上可接受的盐可以用来抑制血管通透性过高以及用来治疗血管通透性过高介导的疾病或病症。为了实现上述目的，向需要治疗的动物给药二酮哌嗪、其前药或生理学上可接受的盐。优选地，所述动物为哺乳动物，例如家兔、山羊、狗、猫、马或人。最优选地，所述动物为人。
式I的二酮哌嗪、式I的二酮哌嗪的前药或它们中的任何一种的药学上可接受的盐在本发明中用作活性成分。在本文中使用的“活性成分”是指具有治疗、药学或药理学活性，并具体地，具有本文所述的治疗、药学或药理学活性的化合物。二酮哌嗪、其前药或盐在本发明中不是如在例如美国专利5,976,569、6,099,856、7,276,534和PCT申请WO96/10396、WO2006/023943、WO2007/098500、WO2007/121411和WO2010/102148中所述用作载体或作为药学组合物的载体系统的部分。
本发明化合物(即，式I的二酮哌嗪、式I的二酮哌嗪的前药或它们中的任何一种的药学上可接受的盐)的有效剂型、给药方式以及剂量可利用本文给出的指导根据经验来确定。本领域的技术人员应当理解的是，针对待治疗的具体的疾病或病症、疾病或病症的严重程度、给药途径、治疗的持续时间、给药于动物的任何其它药物的特性、动物的年龄、大小以及物种，以及在医学和兽医学领域已知的类似因素，剂量会发生变化。通常来说，本发明化合物的合适的日剂量是对于产生治疗效果有效的最低剂量的化合物量。但是，日剂量将在合理的医学判断的范围内由主治医师或兽医来确定。如果需要，可将有效的日剂量作为两次、三次、四次、五次、六次或更多次亚剂量(sub‑dose)来给药，在一天中以合适的时间间隔分开给药。该化合物的给药应当持续直到取得可接受的应答。
具体来说，抑制血管通透性过高的本发明化合物的有效剂量可以为10ng/kg/天‑225mg/kg/天，优选为500ng/kg/天‑150mg/kg/天，最优选为1mg/kg/天‑30mg/kg/天。当口服给药于成年人时，优选剂量为约1mg/天‑约10g/天，更优选剂量为约60mg/天‑约6g/天，最优选剂量为约100mg/天‑约1200mg/天，优选以数个剂量给药。
本发明还提供一种调节动物中的内皮细胞的细胞骨架的方法。细胞骨架的调节可以降低血管通透性过高并且提高血管通透性过低(即，通透性低于基础水平)，由此使内皮恢复内环境稳定。相应地，可以治疗由血管通透性过高介导的这些疾病和病症(参见上文)并且也可以治疗由血管通透性过低介导的那些疾病和病症。后一类型的疾病和病症包括肝脏老化、动脉粥样硬化生成、动脉粥样硬化、肝硬化、肝脏纤维化、肝衰竭，以及原发性肝癌和转移性肝癌。
调节内皮细胞细胞骨架的方法包括向动物给药有效量的式I的二酮哌嗪、式I的二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐。所述二酮哌嗪与上面描述的那些用于抑制血管通透性过高的二酮哌嗪相同，并且“动物”具有与上述相同的含义。
用于调节细胞骨架的本发明化合物(即，式I的二酮哌嗪、式I的二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐)的有效剂型、给药方式以及剂量可以利用本文给出的指导根据经验来确定。本领域的技术人员应当理解的是，针对待治疗的具体的疾病或病症、疾病或病症的严重程度、给药途径、治疗的持续时间、给药于动物的任何其它药物的特性、动物的年龄、大小以及物种，以及在医学和兽医学领域已知的类似因素，剂量会发生变化。通常来说，本发明化合物的合适的日剂量是对于产生治疗效果有效的最低剂量的化合物量。但是，日剂量将在合理的医学判断的范围内由主治医师或兽医来确定。如果需要，可将有效的日剂量作为两次、三次、四次、五次、六次或更多次亚剂量(sub‑dose)来给药，在一天中以合适的时间间隔分开给药。该化合物的给药应当持续直到取得可接受的应答。
具体来说，用于调节内皮细胞的细胞骨架的本发明的化合物的有效剂量可以为10ng/kg/天‑225mg/kg/天，优选为500ng/kg/天‑150mg/kg/天，最优选1mg/kg/天‑30mg/kg/天。当口服给药于成年人时，优选剂量为约1mg/天‑约10000mg/天，更优选剂量为约60mg/天‑约6000mg/天，最优选剂量为约100mg/天‑约1200mg/天，优选以数个剂量给药。
本发明化合物(即，式I的二酮哌嗪，其前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐)可以通过任何合适的给药途径给药于动物患者进行治疗，所述给药途径包括口服、经鼻、肠胃外(例如，静脉、腹膜内、皮下或肌内)、经皮、眼内和局部(包括含服和舌下)途径。根据本发明可以治疗的任何疾病或病症通常优选口服给药。用来治疗眼部的疾病和病症的优选的给药方式为口服、眼内和局部给药。最优选的为口服。治疗脑的疾病和病症的优选的给药方式是口服和肠胃外给药。最优选口服给药。
尽管可能单独给药本发明的化合物，但优选作为药物制剂(组合物)给药化合物。本发明的药物组合物包含一种或多种本发明化合物作为活性成分，其与一种或多种药学上可接受的载体混合，以及任选与一种或多种其它化合物、药物和其它材料混合。每种载体在与制剂的其它成分的相容性方面必须是“可以接受的”并且对于动物是无害的。在本领域中药学上可接受的载体是已知的。不管选择何种给药途径，可以通过本领域技术人员已知的常规方法将本发明的化合物配制成药学上可接受的剂型。参见例如，Remington’sPharmaceuticalSciences。
适合口服给药的本发明的制剂可以是如下形式：胶囊剂、扁囊剂、丸剂、片剂、粉末剂、颗粒剂或作为含水或不含水液体中的溶液或悬浮液，或水包油或油包水液体乳剂，或酏剂、糖浆剂、锭剂(使用惰性基质，例如明胶和甘油，或蔗糖以及阿拉伯胶)等，每种均含有特定量的本发明的化合物(一种或多种)作为活性成分。本发明的化合物(一种或多种)还可以以弹丸(bolus)、药糖剂以及糊状形式给药。
在用于口服给药的本发明固体剂型(胶囊剂、片剂、丸剂、糖衣丸剂(dragees)、粉末剂、颗粒剂等)中，将活性成分(即式I的二酮哌嗪、式I的二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐，或上述物质的组合)与一种或多种药学上可接受的载体如柠檬酸钠或磷酸氢钙和/或下述中的任何物质混合：(1)填料或膨胀剂，例如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露糖和/或硅酸；(2)粘合剂，例如，羧甲基纤维素、藻酸盐、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和/或阿拉伯胶；(3)保湿剂(humectants)，例如甘油；(4)崩解剂，例如琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯淀粉、藻酸、特定的硅酸盐，以及碳酸钠；(5)阻溶液剂(solutionretardingagent)，例如石蜡；(6)吸收促进剂，例如季铵化合物；(7)润湿剂，例如鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯；(8)吸收剂，例如高岭土和膨润土；(9)润滑剂，例如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、十二烷基硫酸钠，以及它们的混合物；以及(10)着色剂。在胶囊剂、片剂和丸剂的情况下，药物组合物还可以含有缓冲剂。在利用诸如乳糖或奶糖的赋形剂的软和硬‑填充的明胶胶囊剂中可使用相似类型的固体组合物和高分子量聚乙二醇等作为填料。
片剂可以通过任选与一种或多种辅助成分压缩或模塑来制备。压缩片剂可以通过使用粘合剂(例如，明胶或羟丙基甲基纤维素)、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(例如，羧甲淀粉钠(sodiumstarchglycolate)或交联的羧甲基纤维素钠)、表面活性或分散剂来制备。模制片剂可以通过在适当的机械中模塑通过惰性液体稀释剂润湿的成粉末状的化合物来制备。
片剂，以及本发明药物组合物的其它固体剂型，例如糖衣丸剂、胶囊剂、丸剂和颗粒剂可以任选利用包衣或壳(例如肠溶性包衣和在药剂学领域中已知的其它包衣)来获得或制备。它们也可以使用如下物质来配制，从而可以提供其中的活性成分的缓慢或受控释放，所述物质例如，羟丙基甲基纤维素(变化比例以提供所期望的释放曲线)、其它聚合物基体、脂质体和/或微球。可以通过例如滤过细菌保留滤器(bacteria‑retainingfilter)来过滤以对其进行灭菌。这些组合物还可以任选含有遮光剂，以及可以为如下的组合物，该组合物可以仅在胃肠道的特定部位中或优先在胃肠道的特定部位中释放活性成分，任选地以延迟的方式释放。可以使用的包埋组合物的实例包括多聚物质和蜡。活性成分也可以为微囊化形式。
用于本发明化合物的口服给药的液体剂型包括药学上可接受的乳剂、微乳剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂以及酏剂。除了活性成分之外，液体剂型可以含有通常用于本领域的惰性稀释剂，例如水或其它溶剂，增溶剂和乳化剂，例如乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3‑丁二醇、油(具体地，棉花子油、花生油、玉米油、胚油、橄榄油、蓖麻油以及芝麻油)、甘油、四氢呋喃甲醇(tetrahydrofurylalcohol)、聚乙二醇以及脱水山梨糖醇的脂肪酸酯，以及它们的混合物。
除了惰性稀释剂，口服组合物还可以包括辅助剂，例如润湿剂、乳化和助悬剂、甜化剂、调味剂、着色剂、芳香剂以及防腐剂。
除了活性成分之外，混悬液还可以含有助悬剂，例如，乙氧基化异硬脂醇、聚氧乙烯山梨糖醇和脱水山梨糖醇酯、微晶纤维素、氢氧化铝氧化物(aluminummetahydroxide)、膨润土、琼脂以及黄蓍树胶，以及它们的混合物。
本发明还提供适合用于眼部治疗的药物产品。这样的药物产品包括药物组合物、装置和植入物(其可以是组合物或装置)。
用于向眼球中眼内注射本发明的一种或多种化合物的药物制剂(组合物)包括：溶液剂、乳剂、混悬剂、颗粒剂、胶囊剂、微球、脂质体、基体等。参见，例如，美国专利6,060,463、美国专利申请公开2005/0101582和PCT申请WO2004/043480，在此将它们完整的公开内容引入作为参考。例如，用于眼内注射的药物制剂可以包括一种或多种本发明的化合物以及一种或多种药学上可接受的无菌等渗的含水或不含水溶液、悬浮液或乳剂，其可以含有抗氧化剂、缓冲剂、助悬剂、增稠剂或增粘剂(例如透明质酸聚合物)。合适的含水和不含水载体的实例包括：水、盐水(优选0.9%)、含右旋糖的水(优选5%)、缓冲液、二甲基亚砜、醇类和多元醇(例如甘油、丙二醇、聚乙二醇等)。这些组合物还可以包含辅助剂，例如润湿剂和乳化剂和分散剂。此外，可注射药物形式的延长吸收可以通过包含延迟吸收的试剂如聚合物和明胶来实现。可注射长效形式(injectabledepotform)可以通过将药物结合到微胶囊或微球中来制备，所述微胶囊或微球由生物可降解聚合物如聚丙交酯‑乙交酯(polylactide‑polyglycolide)制备。其它生物可降解聚合物的实例包括聚原酸酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚己内酯和聚酸酐(poly(anhydrides))。长效注射制剂(depotinjectableformulation)也可以通过使药物包埋在与眼部组织相容的脂质体(由常用组分形成，例如二棕榈酰磷脂酰胆碱)或微乳剂中来制备。根据药物和聚合物或脂质的比例，具体的聚合物或脂质成分的性质，所使用的脂质体的类型，以及微胶囊或微球被是否被包覆，可以控制药物从微胶囊、微球和脂质体中释放的速率。
本发明化合物也可以通过外科手术作为眼部植入物的形式给药。例如，可以将具有聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯扩散壁以及含有本发明化合物(一种或多种)的储存容器(reservoircontainer)移植到巩膜中或移植到巩膜上。另外的例子，可以将本发明的化合物(一种或多种)结合到由聚合物制备的聚合物基体中，所述聚合物例如聚己内酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚酸酐或脂质(例如癸二酸)，并可将其植入在巩膜上或眼部内。这通常通过使用接受局部或部分麻醉的动物并且利用在角膜后的小切口来完成。然后，通过切口插入该基体并且与巩膜缝合。
本发明的化合物还可以局部给药到眼部，本发明的一个优选的实施方案为适于施用至眼部的局部药物组合物。适于施用至眼部的局部药物组合物包括溶液剂、混悬剂、分散剂、滴剂、凝胶剂、水凝胶剂以及软膏剂。参见，例如美国专利5,407,926和PCT申请WO2004/058289、WO01/30337和WO01/68053，在此将它们完整的公开内容引入作为参考。
适于施用至眼部的局部制剂包括在含水或不含水基质中的一种或多种本发明的化合物。局部制剂还可以包括吸收促进剂、渗透促进剂、增稠剂、粘度提高剂、用于调节和/或保持pH的试剂、用于调节渗透压的试剂、防腐剂、表面活性剂、缓冲液、盐(优选氯化钠)、助悬剂、分散剂、增溶剂、稳定剂和/或张度剂。适于施用至眼部的局部制剂优选包括吸收或渗透促进剂以促进本发明化合物(一种或多种的)吸收或渗透到眼部中，和/或包括可以提高本发明的化合物(一种或多种)在眼部的停留时间的增稠剂或粘度提高剂。参见PCT申请WO2004/058289、WO01/30337和WO01/68053。吸收/渗透促进剂的实例包括单独的二甲基砜或与二甲基亚砜结合的二甲基砜、羧酸和表面活性剂。增稠剂和粘度提高剂的实例包括右旋糖酐、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、多糖凝胶、纤维素类聚合物(例如羟丙基甲基纤维素)、含羧基的聚合物(例如丙烯酸的聚合物或共聚物)、聚乙烯醇和透明质酸或其盐。
适合用于眼部治疗的液体剂型(例如，溶液、悬浮液、分散液以及滴剂)可以通过例如如下方法来制备：将本发明的化合物(一种或多种)溶解、分散、悬浮(或者以其它方式)在载体中，所述载体例如水、盐水、右旋糖水溶液、甘油、乙醇等，从而形成溶液、分散液或悬浮液。如果需要，该药物制剂还可以含有微量无毒性的辅助物质，例如润湿或乳化剂、pH缓冲剂等，例如，乙酸钠、单月桂酸脱水山梨醇酯、三乙醇胺乙酸钠(triethanolaminesodiumacetate)、三乙醇胺油酸酯(triethanolamineoleate)等。
适合用于眼部治疗的含水的溶液和悬浮液除了本发明的化合物(一种或多种)之外，可以包括防腐剂、表面活性剂、缓冲液、盐(优选氯化钠)、张度剂以及水。如果使用悬浮液，颗粒大小应当小于10μm以最小化对眼部的刺激。如果使用溶液或悬浮液，递送到眼部的量应当不超过50μl以防止过量的溶液或悬浮液从眼部溢出。
适合用于眼部治疗的胶体悬浮液通常通过微粒(即，微球、纳米球、微胶囊或纳米胶囊，其中微球和纳米球通常为其中包埋有、吸附有或以其它方式含有制剂的聚合物的整体颗粒，而针对微胶囊和纳米胶囊，制剂通常装入在胶囊中)来形成。这些微粒的粒度的上限为约5μ‑约10μ。
适合用于眼部治疗的眼部的软膏剂包括在合适的基质中的本发明的化合物(一种或多种)，所述基质例如矿物油、液态羊毛脂、白凡士林、上述物质的两种或全部三种的混合物，或聚乙烯‑矿物油凝胶(polyethylene‑mineraloilgel)。可以任选包括防腐剂。
适合用于眼部治疗的眼部的凝胶包括悬浮在亲水基质中的本发明化合物(一种或多种)，所述亲水基质例如Carpobol‑940或乙醇、水和丙二醇的混合物(例如，以40∶40∶20的比例)。使用胶凝剂，例如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素或甘草酸铵(ammoniatedglycyrrhizinate)。可以任选包括防腐剂和/或张度剂。
适合用于眼部治疗的水凝胶通过与可膨胀的、形成凝胶的聚合物混合来形成，所述聚合物例如上述列出的作为增稠剂或粘度提高剂的那些，不同的是，在本领域中被称作“水凝胶”的制剂与被称作“增稠的”溶液或悬浮液的制剂相比通常具有更高的粘度。与上述预先制成的水凝胶相反，也可以制备制剂，使得在将其给药到眼部后原位形成水凝胶。这样的凝胶在室温为液体，但是在更高的温度为凝胶状(因此将其称为“热可逆”水凝胶)，例如当放置使其与体液接触时。提供上述性质的可生物相容的聚合物包括丙烯酸聚合物和共聚物、N‑异丙基丙烯酰胺衍生物和环氧乙烷和环氧丙烷的ABA嵌段共聚物(通常被称作“泊洛沙姆(poloxamer)”，并且可以从BASF‑Wayndotte以商品名商购)。
优选的分散液为脂质体型，在这种情况下，制剂被包围在脂质体(由交替的含水隔室(compartment)和脂质双分子层构成的微囊泡)中。
可以利用含水或不含水的基质制备眼部滴剂，其还含有一种多种分散剂、增溶剂或助悬剂。可以借助于简单的眼部带盖的点滴瓶或借助于适合用于滴加地递送液体成分(借助于特殊形状的闭合物)的塑料瓶来递送滴剂。
还可以借助插入到眼部的浸渍有药物的固体载体来局部地施加本发明的化合物。通常通过聚合物的溶出或生物侵蚀，渗透或它们的组合来影响药物的释放。可以使用一些基体型递送(matrix‑typedelivery)系统。这样的系统包括用所期望的本发明的化合物浸渍或浸泡的亲水的软性隐形眼镜，以及在放入到眼部后不需要将其拿出的其它生物可降解或可溶的部件。这些可溶的眼部植入物可以由眼部能够忍受的并且与待给药的本发明化合物相容的任何可降解物质形成。这样的物质包括但不限于：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯酸乙酯以及乙烯基吡咯烷酮的聚合物和共聚物，以及交联的多肽或多糖(例如甲壳质)。
用于其它类型局部给药(即，不是针对眼部)或用于经皮肤给药本发明化合物的剂型包括粉末剂、喷雾剂、软膏剂、糊剂、乳膏、洗剂、凝胶、溶液、贴片(patch)、滴剂以及吸入剂。可以在无菌条件下，将活性成分与药学上可接受的载体，与任何缓冲剂，或者根据需要与抛射剂(propellant)混合。除了含有活性成分之外，软膏剂、糊剂、乳膏和凝胶可以含有赋形剂，例如动物和植物脂肪、油、蜡、石蜡、淀粉、黄蓍胶、纤维素衍生物、聚乙二醇、有机硅、膨润土、硅酸、滑石和氧化锌或它们的混合物。除了含有活性成分之外，粉末剂和喷雾剂可以含有赋形剂如乳糖、滑石、硅酸、氢氧化铝、硅酸钙以及聚酰胺粉末或这些物质的混合物。另外，喷雾剂可含有常用的抛射剂例如氯氟烃以及可挥发的未取代烃(例如丁烷和丙烷)。经皮贴片具有附加的优点，即提供本发明化合物至身体的可控递送。这样的剂型可以通过将本发明的一种或多种化合物溶解、分散或以其它方式结合到合适的介质中来制备，所述介质例如弹性体基体材料。吸收促进剂也可以用于增加化合物跨皮肤的流动。这样的流动的速率可以通过提供速度控制膜或将化合物分散到聚合物基体或凝胶中来控制。浸渍有药物的固体载体(例如，敷料(dressing))也可以用于局部给药。
药物制剂包括适用于通过吸入或吹入法或用于鼻部给药的那些药物制剂。对于通过吸入法给药到上(鼻部)或下呼吸道，通常通过吹入器、喷雾器或加压包(pressurizedpack)或递送喷雾剂的其它常规装置来递送本发明的化合物。加压包可以包括合适的抛射剂，例如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其它合适的气体。在加压气雾剂的情况下，剂量单位可以通过提供阀来确定，以递送计量的量。
可选择地，对于通过吸入法或吹入法给药，组合物可以采取干燥粉末的形式，例如一种或多种本发明化合物和合适的粉末基质如乳糖或淀粉的粉末混合物。粉末组合物可以在例如胶囊或药筒，或者在例如明胶或泡罩包装中以单位剂量形式提供，在吸入器、吹入器或计量剂量的吸入器的帮助下可以从上述单元中给药粉末。
对于鼻内给药，可以借助于鼻滴剂或液体喷雾的形式给药本发明化合物，例如借助于塑料瓶喷雾器或计量剂量的吸入器。液体喷雾剂通常由加压包递送。喷雾器的典型实例为Mistometer(Wintrop)和Medihaler(Riker)。
可以利用含水或不含水的基质配制鼻滴剂，其还含有一种或多种分散剂、增溶剂或助悬剂。可以借助于简单的眼部带盖的点滴瓶或借助于适合用于滴加地递送液体成分(借助于特殊形状的闭合物)的塑料瓶来递送滴剂。
适用于肠胃外给药的本发明药物组合物包括一种或多种本发明的化合物以及一种或多种药学上可接受的无菌的等渗含水或不含水溶液、分散液、混悬液或乳剂，或可以在即将使用前重建成无菌可注射溶液或分散液的粉末，其可以含有抗氧化剂、缓冲液、将制剂与待接受者血液等渗的溶质，或助悬剂或增稠剂。此外，可以使用药物包衣的支架(stent)。
可以用于本发明药物组合物的合适的含水和不含水的载体的实例包括水、乙醇、多元醇(例如，甘油、丙二醇、聚乙二醇等)，以及它们的适当的混合物、植物油(例如橄榄油)，以及可注射的有机酯(例如油酸乙酯)。例如通过使用包衣材料(例如卵磷脂)，在分散液的情况下通过保持所需的粒度，以及通过使用表面活性剂可以保持适当的流动性。
这些组合物还可以含有辅助剂，例如润湿剂、乳化剂和分散剂。在组合物中还期望包含等渗试剂，例如糖、氯化钠等。此外，可注射药物形式的延长吸收可以通过包含延迟吸收的试剂如单硬脂酸铝和明胶来实现。
在一些情况下，为了延长药物的效果，期望可以放慢从皮下或肌内注射中吸收药物。这可以通过使用具有较差水溶液性的晶体或无定形材料的液体悬浮液来实现。药物吸收的速率取决于其溶解的速率，其溶解的速率本身可取决于晶体的大小和晶型。可选择地，肠胃外给药药物的延迟吸收可以通过在油媒介物中溶解或悬浮该药物来实现。
可注射长效形式可以通过在可生物降解的聚合物(例如聚丙交酯‑乙交酯)中形成所述药物的微胶囊基体来制备。取决于药物和聚合物的比例和使用的具体的聚合物的性质，可以控制药物释放的速率。其它可生物降解的聚合物的实例包括聚原酸酯和聚酸酐。长效注射制剂也可以通过使药物包埋在与身体组织相容的脂质体或微乳剂中来制备。可以对注射材料进行灭菌，例如利用细菌保留滤器来过滤。
可以将制剂放置在单位剂量或多剂量经密封的容器中，例如安瓿(ampules)和小瓶(vials)中，以及可以在冻干的条件下保存并且仅需要在即将使用前添加灭菌的液体载体，例如用于注射的水。临时的注射溶液以及悬浮液可以由上述类型的无菌粉末剂、颗粒剂和片剂来制备。
可以单独提供式I的二酮哌嗪，式I的二酮哌嗪的前药或者它们中的任何一种的药学上可接受的盐以治疗涉及血管通透性过高或细胞骨架的功能障碍的疾病或病症。可选择地，二酮哌嗪、其前药或盐可以互相组合提供和/或可以与一种或多种其它适用于治疗上述疾病或病症的治疗或药物组合提供。例如，可以在其它治疗或药物之前，协同其它治疗或药物(包括同时)，或者在其它治疗或药物之后给药二酮哌嗪、其前药或盐。在使用另外药物的情况下，该药物和二酮哌嗪、其前药或盐可以以单独的药物组合物的形式给药或作为相同的药物组合物的部分给药。
本发明还提供试剂盒。该试剂盒包括一个装有式Ⅰ的二酮哌嗪、其前药或它们中的任何一种的药学上可接受的盐的容器。该试剂盒还可以包括各装有适用于本发明的方法的一种或多种其它药物的一个或多个额外的容器。合适的容器包括小瓶、瓶子(包括带有点滴器的瓶子或挤压瓶)、泡罩包装、吸入器、广口瓶、喷雾器、小包(例如，由箔、塑料、纸、玻璃纸或其它材料制成)、注射器和管。试剂盒也包括给药二酮哌嗪、其前药或盐，和任选给药一种或多种适用于本发明的方法的其它药物的指导。例如，可以将该指导印在装容器的包装。
