【摘要】：心腦血管疾病是一類由于心臟或血管病變導(dǎo)致的循環(huán)系統(tǒng)功能紊亂的疾病的統(tǒng)稱,是世界范圍內(nèi)尤其是亞洲地區(qū)的首要死亡原因,對(duì)人類的生命健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。在中國,每年死于心腦血管疾病約有300萬人,為死亡人口總數(shù)的41%左右。因此對(duì)心腦血管疾病的預(yù)防和治療是藥物研發(fā)領(lǐng)域的迫切任務(wù)。 由于心腦血管系統(tǒng)的復(fù)雜性,其致病因素頗為繁雜,而血栓形成在心腦血管疾病的發(fā)病機(jī)制中起到關(guān)鍵作用；與血栓栓塞密切相關(guān)的血小板聚集和氧化應(yīng)激也是心腦血管疾病發(fā)病的兩種始動(dòng)因素。迄今為止,臨床上用于預(yù)防和治療血栓的抗凝血?jiǎng)┲饕袃煞N類型：肝素類及維生素K拮抗劑,然而這些藥物存在給藥不方便、起效慢、治療窗窄、復(fù)雜的藥物相互作用等諸多局限性。因此,研究和開發(fā)高效低毒、高選擇性的新型抗凝血藥物就成為心腦血管藥物研發(fā)的熱點(diǎn)。 本論文的研究內(nèi)容分為兩大部分：第一部分為新型凝血因子Xa (FXa)抑制劑的設(shè)計(jì)、合成與抗凝血及FXa抑制活性的研究；第二部分為新型川芎酸酚酯類衍生物的設(shè)計(jì)、合成與抗血小板聚集及抗內(nèi)皮細(xì)胞氧化損傷生物活性評(píng)價(jià)。 1.新型FXa抑制劑的設(shè)計(jì)、合成與抗凝血活性和FXa抑制活性的研究 FXa位于人體內(nèi)、外兩條凝血途徑的交匯點(diǎn),抑制FXa能夠同時(shí)切斷兩條凝血途徑,因此FXa已經(jīng)成為抗凝血藥物研發(fā)的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)。目前已經(jīng)有三種FXa抑制劑：利伐沙班(rivaroxaban)、阿哌沙班(apixaban)和依度沙班(edoxaban)在美國、歐洲和日本上市。以利伐沙班為活性先導(dǎo)化合物,通過分析“利伐沙班-FXa復(fù)合體”的晶體結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)FXa中存在S1、S4兩個(gè)結(jié)合口袋,兩口袋之間存在一定的夾角；利伐沙班分子也可分為三部分：P1區(qū)、P4區(qū)和兩者之間的linker。FXa的S1口袋為較小的疏水口袋,容納利伐沙班的P1區(qū)5-氯噻吩；S4口袋為大的疏水口袋,與利伐沙班的P4區(qū)苯環(huán)形成π-π堆積作用；兩口袋之間的Gly219與利伐沙班的linker形成兩個(gè)氫鍵。根據(jù)先導(dǎo)化合物與FXa的結(jié)合模式,對(duì)先導(dǎo)化合物的P4區(qū)、linker進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,通過變換linker的角度和P4區(qū)的體積、疏水性等,設(shè)計(jì)了雙�；哙侯怓Xa抑制劑和氨基芐胺類FXa抑制劑,以期得到活性改善的新型FXa抑制劑。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)思想的合理性,用計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的化合物進(jìn)行了對(duì)接分析和虛擬篩選,分析結(jié)果表明目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)修飾具有理論上的合理性。 對(duì)設(shè)計(jì)的化合物進(jìn)行了定向合成,通過成環(huán)反應(yīng)、重氮化反應(yīng)、�；磻�(yīng)等實(shí)驗(yàn)步驟,共合成了兩個(gè)系列40個(gè)FXa抑制劑。所合成的雙�；哙侯怓Xa抑制劑和氨基芐胺類FXa抑制劑的結(jié)構(gòu)經(jīng)光譜確證。 對(duì)所合成的FXa抑制劑進(jìn)行了抗凝血試驗(yàn)。以利伐沙班作為對(duì)照藥,用STAGO凝血酶原時(shí)間試劑盒,與凝血酶原時(shí)間測(cè)定儀中測(cè)定化合物對(duì)貧血小板血漿的凝血酶原時(shí)間的影響,以“致凝血時(shí)間加倍濃度”(PTCT2, clotting time doubling concentration for prothrombin time)評(píng)價(jià)化合物抗凝血活性。其中部分化合物表現(xiàn)出良好的抗凝血活性,化合物H10, H13, H14, H17, PTCT2值分別為1.3,3.1,2.7,1.0μM,其中化合物H17抗凝血活性優(yōu)于先導(dǎo)化合物利伐沙班(PTCT2=1.3μM)。 與此同時(shí),對(duì)化合物的FXa抑制活性進(jìn)行了測(cè)定。FXa可以催化發(fā)色底物S-2222生成對(duì)硝基苯胺,在405nm下有紫外吸收峰。以利伐沙班作為對(duì)照藥,通過酶標(biāo)儀測(cè)定FXa抑制劑對(duì)405nm下吸光度的影響,得到化合物對(duì)FXa的抑制活性IC50值�；钚越Y(jié)果顯示部分化合物顯示出良好活性。其中化合物H17對(duì)FXa的抑制活性(IC50=1.9μM)略高于陽性對(duì)照藥利伐沙班(IC50=3.3μM)。 總之,通過合理藥物設(shè)計(jì)和虛擬篩選設(shè)計(jì)了兩個(gè)系列的FXa抑制劑,并通過定向合成得到40個(gè)化合物,通過活性測(cè)定發(fā)現(xiàn)了活性先導(dǎo)化合物,為進(jìn)一步研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 2.新型川芎酸酚酯類衍生物的設(shè)計(jì)、合成與抗血小板和抗內(nèi)皮細(xì)胞氧化損傷生物活性評(píng)價(jià) 川芎嗪是川芎的主要活性物質(zhì)之一。藥理學(xué)研究證明,川芎嗪表現(xiàn)出多種心腦血管藥理活性,如清除自由基、抗血小板聚集與血栓形成、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞等。然而,川芎嗪藥理活性不強(qiáng)、體內(nèi)代謝快、生物利用度低,因此對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,改善其藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì),以研發(fā)高效抗心腦血管疾病藥物有重要的意義。本課題組對(duì)川芎嗪進(jìn)行了長期、大量的結(jié)構(gòu)改造工作,對(duì)川芎嗪衍生物的結(jié)構(gòu)改造和構(gòu)效關(guān)系有深入的認(rèn)識(shí)。 川芎嗪的代謝產(chǎn)物3,5,6三甲基吡嗪甲酸的藥理活性研究表明其具有抗凝血活性和降低血漿低密度脂蛋白水平等作用。川芎所含的另一種活性成分肉桂酸類化合物具有較好的抗氧化、清除自由基的作用。肉桂酸衍生物奧扎格雷(ozagrel)是選擇性的血栓烷A2合成酶抑制劑,具有抗血小板聚集活性。依據(jù)藥物化學(xué)中的拼合原理,將3,5,6三甲基吡嗪甲酸的結(jié)構(gòu)和肉桂酸的結(jié)構(gòu)拼合,設(shè)計(jì)了一系列新型川芎酸酚酯類衍生物。 對(duì)所合成川芎酸酚酯類衍生物進(jìn)行了體外抗血小板聚集活性測(cè)定保護(hù)過氧化損傷的血管內(nèi)皮細(xì)胞的活性試驗(yàn)。以奧扎格雷和氯吡格雷作為陽性對(duì)照藥,用微量反應(yīng)板酶標(biāo)儀比濁法測(cè)定所合成的化合物對(duì)血小板聚集率的影響�；钚詫�(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：川芎酸酚酯類衍生物F'1, F2, F3, F5, F'7和F'9表現(xiàn)出良好的活性(IC50分別為24.4,26.4,9.6,41.8,28.2和37.5μM),均超過了陽性對(duì)照藥奧扎格雷(IC50=144.1μM),尤其是化合物F3活性最為顯著,為陽性對(duì)照藥奧扎格雷活性的15倍以上,接近氯毗格雷活性(IC50=7.6pM)。 以MTT比色法對(duì)所合成的川芎酸酚酯類衍生物進(jìn)行了保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞過氧化損傷活性試驗(yàn),以藥物硫辛酸和常用抗氧化劑丁基羥基茴香醚(BHA)為陽性對(duì)照�；钚栽囼�(yàn)數(shù)據(jù)顯示：化合物F2,F5,F'5,F'9,F10,F'10表現(xiàn)出了較好的內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用(EC50分別為24.0,8.8,29.9,21.4,2.2和1.7μM)。尤其是化合物F'10,活性遠(yuǎn)高于陽性對(duì)照藥硫辛酸和BHA(EC50分別為68.0和111.4μM)。 綜上所述,依據(jù)拼合原理設(shè)計(jì)了一系列川芎酸酚酯類衍生物(20個(gè)),并對(duì)合成的川芎嗪衍生物進(jìn)行了抗血小板聚集活性和血管內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)活性的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)其中一些化合物具有良好的活性,具有進(jìn)一步研究的價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R91;R914.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2539188