【摘要】：本論文由兩部分組成:第一部分是硝唑尼特抗阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)新用途化合物的設計、合成及活性研究。AD是一種以記憶和認知功能障礙為主的進行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,AD的兩大特征性病變?yōu)榇竽X中出現(xiàn)明顯的淀粉樣老年斑沉積和神經(jīng)纖維纏結(jié)(Neurofibrillary tangles,NFTs),其中老年斑的主要成分是β樣淀粉蛋白(β-amyloid,Aβ)而NFTs是由異常過度磷酸化的Tau蛋白聚集形成的。由于AD復雜的致病機制,臨床上仍缺乏能夠有效地阻斷或延緩AD進程的藥物,現(xiàn)有藥物僅能改善AD癥狀且療效非常有限。越來越多研究表明,自噬功能障礙也可能與包括AD在內(nèi)的多種神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生機制密切相關,通過增強自噬作用能夠改善AD癥狀。本論文通過對我們課題組自建老藥庫進行篩選,發(fā)現(xiàn)了一個老藥硝唑尼特能夠同時促進Aβ清除和抑制Tau蛋白磷酸化,表明硝唑尼特具有潛在抗AD作用。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)硝唑尼特通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)的磷酸化而抑制自噬起始子Unc-51-like激酶1(Unc-51-likekinase1,ULK1)的757位絲氨酸磷酸化失活,從而促進自噬的發(fā)生。我們進一步以硝唑尼特為先導化合物,設計合成了 67個衍生物(A1～A16,B1～B51),對于所有化合物都測試了其對mTOR下游直接底物p70核糖體蛋白S6激酶(p70ribosomal protein S6 kinase,p70S6K)磷酸化的抑制作用。結(jié)果顯示,在20 μM濃度下抑制率大于75%的化合物有17個,同時,對這17個化合物還進行了透血腦屏障能力測試,大部分化合物均具有較好的血腦屏障滲透性。對于p70S6K磷酸化抑制活性和血腦屏障滲透性較強的化合物B21和B30,通過Western blot實驗發(fā)現(xiàn)化合物B21能夠通過抑制mTOR的磷酸化而抑制ULK1的磷酸化失活,從而增強細胞的自噬水平;而化合物B30雖然對AKT和mTOR的磷酸化有較強的抑制作用,但對ULK1的磷酸化抑制作用不明顯而無法確定其是否能增強自噬。體外Aβ清除實驗和Tau蛋白磷酸化抑制實驗表明,化合物B21能夠顯著促進Aβ清除,并且能夠有效地抑制Tau蛋白多個位點的磷酸化。小鼠體內(nèi)抗AD活性研究表明,化合物B21能夠顯著改善APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠的記憶和認知功能損傷,且B21在體外hERG鉀通道抑制活性測試中也顯示出良好的安全性特征�？紤]到化合物B21在動物水平實驗上的良好的抗AD活性,本論文發(fā)現(xiàn)的化合物B21可以作為新型抗AD臨床前候選藥物進行更深入的開發(fā)。第二部分是嘌呤核苷類磷酸二酯酶二型(Phosphodiesterase 2,PDE2)抑制劑的設計、合成及活性研究。近年來,PDE2已經(jīng)被認為是治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和肺動脈高I壓的潛在治療靶點而受到越來越多的關注。雖然已有許多PDE2抑制劑被報道且有一些抑制劑進入了臨床研究階段,但是目前為止仍沒有PDE2抑制劑成功被批準上市。在前期研究中通過對實驗室自建老藥庫進行基于結(jié)構的虛擬篩選發(fā)現(xiàn),老藥氯法拉濱具有中度PDE2抑制活性(IC50 = 3.12 ± 0.67 μM),并且前期第一輪的結(jié)構改造發(fā)現(xiàn)了一個PDE2抑制活性較氯法拉濱提高約10倍的化合物22(IC50 =0.32 ± 0.04 μM)。本論文在化合物22的基礎上繼續(xù)進行第二輪的結(jié)構改造,設計并合成了 12個化合物(C1～C5、D1～D7),并對所有化合物都進行了 PDE2抑制活性測試。結(jié)果顯示,有3個化合物的IC50值小于1 μM(C1、C2、C3),且化合物C2具有最強的PDE2抑制活性(IC50 = 0.29 ± 0.03μM)。鑒于化合物C2與22結(jié)構上具有一定的相似性,我們以22為例進行分子對接和分子動力學模擬研究,結(jié)果顯示,化合物22可以與PDE2特有的疏水口袋中殘基如Leu770、Thr768、Thr805和Leu809等形成較強的范德華相互作用,從而有利于其PDE2抑制活性的增強。基于以上數(shù)據(jù)結(jié)果,本論文中發(fā)現(xiàn)的PDE2抑制劑及構效關系研究為基于結(jié)構的PDE2抑制劑的設計提供了新的思路和重要指導。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R914

【參考文獻】

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1 Jun-Hua Liang;Jian-Ping Jia;;Dysfunctional autophagy in Alzheimer's disease: pathogenic roles and therapeutic implications[J];Neuroscience Bulletin;2014年02期

本文編號：2732250