【摘要】：本論文由兩部分組成:第一部分為多靶點(diǎn)抗AD活性化合物設(shè)計(jì)合成與活性研究。阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一種以學(xué)習(xí)記憶下降和認(rèn)知損傷為主要發(fā)病特征的神經(jīng)退行性疾病。由于其病因復(fù)雜,根本發(fā)病機(jī)制尚不清楚,給藥物研發(fā)帶來巨大挑戰(zhàn),目前沒有藥物能夠減緩、阻止、逆轉(zhuǎn)AD病情的發(fā)生發(fā)展。AD復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制促使了多靶點(diǎn)(multi-targets)藥物開發(fā)策略的發(fā)展,多種生物活性的協(xié)同作用可能起到更好治療效果�；诓煌南葘�(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)和藥物分子設(shè)計(jì)策略,本論文研究中發(fā)展了兩類多靶點(diǎn)活性化合物,作為潛在的AD治療藥物。第一類為嘧啶硫脲多功能抗AD活性化合物。從一個(gè)小分子(MW≈ 200,630個(gè))化合物庫中篩選發(fā)現(xiàn)了具有乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制活性的苗頭化合物(A1),經(jīng)過結(jié)構(gòu)修飾,發(fā)現(xiàn)了活性顯著提高的嘧啶硫脲類化合物A8,以A8作為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,發(fā)現(xiàn)了一系列結(jié)構(gòu)新穎的嘧啶硫脲類化合物(A16-61)。硫脲結(jié)構(gòu)賦予了這些化合物多種抗AD相關(guān)的生物活性,如金屬離子螯合和抗氧化。因此,這些嘧啶硫脲類化合物被作為多功能抗AD活性化合物,并進(jìn)行了多種生物功能評(píng)估實(shí)驗(yàn)。其中,化合物 A55 和 A57 能夠選擇性抑制 AChE(A55,IC50 = 0.204 μM,SI196;A57,IC50 = 0.067μM,SI196),選擇性螯合Cu2+,具有抗氧化活性,調(diào)解Cu2+誘導(dǎo)的Aβ聚集,抑制Cu氧化循環(huán)產(chǎn)生的自由基,具有較低的SH-SY5Y細(xì)胞毒性,并具有細(xì)胞保護(hù)作用。此外,優(yōu)選化合物A55在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均能透過血腦屏障,并在東莨菪堿誘導(dǎo)的認(rèn)知損傷小鼠模型實(shí)驗(yàn)中,能夠有效改善實(shí)驗(yàn)小鼠的記憶和認(rèn)知能力。新穎的結(jié)構(gòu)類型和確鑿的動(dòng)物藥效,表明化合物A55是一個(gè)潛在的多功能抗AD候選藥物,可以作為原型指導(dǎo)多功能抗AD藥物的開發(fā)。第二類為用于治療并發(fā)抑郁癥的AD的多靶點(diǎn)活性化合物設(shè)計(jì)合成與活性研究。AD難以治愈的一個(gè)重要原因就是絕大多數(shù)患者同時(shí)患有多種精神或神經(jīng)性疾病,其中抑郁癥是患病率最高的并發(fā)癥,高達(dá)50%。通過對(duì)老藥庫(778個(gè)老藥)的高通量篩選,發(fā)現(xiàn)抗抑郁藥物維拉佐酮(Vilazodone)具有AChE抑制活性(IC50 = 21.3μM),有望發(fā)展成同時(shí)治療AD患者認(rèn)知損傷和抑郁癥狀的多靶點(diǎn)藥物。但其AChE抑制活性太弱,需對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾以提高膽堿能活性,同時(shí)保留其抗抑郁活性。我們?cè)敿?xì)調(diào)研了維拉佐酮的構(gòu)效關(guān)系,在其活性不敏感的結(jié)構(gòu)區(qū)域,引入AChE抑制劑的關(guān)鍵藥效團(tuán),這些藥效團(tuán)結(jié)構(gòu)分別取自上市藥物他克林(Tacrine)、利斯的明(Rivastigmine)以及多奈哌齊(Donepezil)等,因此發(fā)展了 3類多靶點(diǎn)化合物靶向并發(fā)抑郁癥的AD。在Vilazodone-Tacrine系列中,共設(shè)計(jì)合成了 30個(gè)衍生物(B1-30),測(cè)試了AChE/BuChE抑制活性、5-HT1A激動(dòng)活性和5-HT重?cái)z取抑制活性,并評(píng)估了部分化合物的體外透血腦屏障能力。化合物B5對(duì)3個(gè)靶點(diǎn)具有相對(duì)平衡的活性,HepG2細(xì)胞毒性小于維拉佐酮,對(duì)hERG鉀離子通道抑制活性較弱。在動(dòng)物藥效實(shí)驗(yàn)中,化合物B5的鹽酸鹽在30 mg/kg 口服劑量下,既能改善scopolamin誘導(dǎo)的癡呆小鼠的記憶認(rèn)知能力,又能緩解懸尾致使的小鼠抑郁癥狀。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明了我們化合物設(shè)計(jì)理念的正確性,通過抗抑郁藥物和抗膽堿藥物關(guān)鍵藥效團(tuán)的拼接,可以開發(fā)出同時(shí)具有抗抑郁和抗認(rèn)知障礙活性的多靶點(diǎn)化合物。在Vilazodone-Rivastigmine系列中,共設(shè)計(jì)合成了 11個(gè)衍生物(C1-11),測(cè)試了它們的5-HT1A激動(dòng)活性和AChE/BuChE抑制活性。這些衍生物繼承了 Vilazodone的5-HT1A激動(dòng)活性,很有可能保持Vilazodone的抗抑郁活性。由于實(shí)驗(yàn)方法的問題,測(cè)出的AChE/BuChE抑制活性數(shù)據(jù)遠(yuǎn)弱于文獻(xiàn)值。從現(xiàn)有結(jié)果來看,化合物C2、C9的BuChE抑制活性強(qiáng)于Rivastigmine,表明Vilazodone-Rivastigmine衍生物的抗膽堿活性可以與Rivastigmine比擬,甚至強(qiáng)于Rivastigmine。目前,正在調(diào)整AChE/BuChE抑制活性的測(cè)試的方案,爭取測(cè)出Vilazodone-Rivastigmine衍生物的真實(shí)活性數(shù)據(jù)。在Vilazodone-Donepezil系列中,共設(shè)計(jì)合成了 52個(gè)衍生物(D1-52),并測(cè)試了AChE/BuChE抑制活性、5-HT1A激動(dòng)活性和5-HT重?cái)z取抑制活性,得到了清楚的構(gòu)效關(guān)系。采用PAMAP實(shí)驗(yàn)評(píng)估了部分化合物的透血腦屏障能力,篩選出12個(gè)優(yōu)選化合物,評(píng)價(jià)了它們口服給藥后對(duì)腦內(nèi)AChE活性的影響,最終篩選出4個(gè)候選化合物(D41、D42、D43、D47),這四個(gè)化合物在動(dòng)物水平實(shí)驗(yàn)上能進(jìn)入大腦,并抑制腦內(nèi)AChE活性,具有成為中樞藥的潛質(zhì),被作為優(yōu)選化合物進(jìn)行動(dòng)物藥效實(shí)驗(yàn)評(píng)估。動(dòng)物藥效評(píng)估實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中。第二部分為3-芳基-3-羥基吲哚酮合成方法學(xué)研究。3-芳基-3-羥基吲哚酮是一類重要的天然產(chǎn)物優(yōu)勢(shì)骨架,其合成方法的研究具有重要科學(xué)價(jià)值。我們發(fā)展了一類全新的合成方法,以乙酰基保護(hù)3-羥基-2-吲哚酮為底物,二芳基碘摀鹽為芳基化試劑,直接芳基化構(gòu)建3-芳基-3-羥基吲哚酮結(jié)構(gòu)。這是首次報(bào)道通過直接芳基化的方法來構(gòu)建3-芳基-3-羥基吲哚酮,該方法反應(yīng)條件簡單,溫和,無需金屬參與,收率高達(dá)83%。底物使用范圍廣,同一種方法可以合成多種芳基或芳雜基取代的3-羥基-2-吲哚酮。
【圖文】：

圖１．５淀粉樣前體蛋白（ＡＰＰ）的代謝１２６１逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．５邋Ａｍｙｌｏｉｄ邋ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ邋ｐｒｏｔｅｉｎ邋（ＡＰＰ）邋ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ１２６１逡逑（３－淀粉樣蛋白（ＡＰ）原本是人體內(nèi)正常微量蛋白，由淀粉樣前體蛋白（ａｍｙｌｏｉｄ逡逑ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ邋ｐｒｏｔｅｒｉｎ，，邋ＡＰＰ）經(jīng)（３－分泌酶和７－分泌酶水解產(chǎn)生［２３］。ＡＰＰ在體內(nèi)的代謝途徑如逡逑圖１．５所示［２６］，一條為非淀粉樣蛋白途徑，ＡＰＰ在ｅｘ－分泌酶作用下水解產(chǎn)生胞外可溶性逡逑片段ｓＡＰＰｏｔ；另一條為淀粉樣蛋白途徑，ＡＰＰ依次在Ｐ－分泌酶和ｙ－分泌酶作用下水解產(chǎn)逡逑生（３－淀粉樣蛋白，主要是ＡｐＭ0和ＡｐＭ２，其中ＡｐＭ２更容易聚集，且毒性很強(qiáng)。正常逡逑生理狀況下，Ａ（３在腦內(nèi)的產(chǎn)生和降解處于平衡狀態(tài)，不會(huì)對(duì)人體健康造成影響。在ＡＤ逡逑

Ｗｅｉｎｓｔｏｃｋ及其團(tuán)隊(duì)巧妙地在Ｒａｓａｇｉｌｉｎｅ的苯環(huán)結(jié)構(gòu)上引入抗膽堿藥物Ｒｉｖａｓｔｉｇｍｉｎｅ逡逑的藥效團(tuán)Ｎ－甲基－Ｎ－乙基氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)，得到了多靶點(diǎn)候選藥物分子ＬａｄｏｓｔｉｇＵ逡逑（ＴＶ－３３２６，圖１．９）邋［９４’９５］。在Ｒｉｖａｓｔｉｇｍｉｎｅ分子結(jié)構(gòu)中，Ｎ－甲基－Ｎ－乙基氨基甲酸酯片逡逑段與苯環(huán)直接相連，并且間位有一個(gè)胺甲基取代基，所設(shè)計(jì)Ｌａｄｏｓｔｉｇｉｌ完全保留了這種逡逑構(gòu)效關(guān)系，完美地融合／邋Ｒｉｖａｓｔｉｇｍｉｎｅ和Ｒａｓａｇｉｌｉｎｅ分子結(jié)構(gòu)，堪稱合并法設(shè)計(jì)多革巴點(diǎn)逡逑分子的典范。最主要的是，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明Ｌａｄｏｓｔｉｇｉｌ可以有效改善癡呆模型老鼠記憶認(rèn)逡逑知能力，并且對(duì)強(qiáng)迫游泳模型也有效，可以潛在用于治療抑郁癥［９６＿＿］。目前，Ｌａｄｏｓｔｉｇｉｌ逡逑己經(jīng)進(jìn)入臨床ＩＩＩ期，用于治療輕度認(rèn)知障礙（ｍｉｌｄ邋ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ邋ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ，邋ＭＣＩ）。逡逑１邋Ｔ邋Ａ＼逡逑Ｒｉｖａｓｔｉｇｍｉｎｅ邐Ｒａｓａｇｉｌｉｎｅ逡逑ＣｈＥ邋ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ邐ＭＡＯ－Ｂ邋ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ逡逑Ｉ邐邐ｉ逡逑＇ＨＮ＼逡逑Ｌａｄｏｓｔｉｇ
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R914

【參考文獻(xiàn)】

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1 李慧;;治療阿爾茨海默病藥物的臨床研究進(jìn)展[J];中國新藥雜志;2017年06期

2 彭英;李萍萍;李琳;張喻;侯偉貞;崔丹丹;李江;王玲;王慶利;王曉良;;抗阿爾茨海默病藥物臨床研究進(jìn)展[J];藥學(xué)學(xué)報(bào);2016年08期

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