棘球蚴病(Echinococcosis),又称包虫病(Hydatid diseases),是一种全球分布的重要人兽共患病。患者可通过误食入被虫卵污染的食物和水源或者接触感染的病犬等动物致病。棘球蚴在患者体内的发展较为缓慢,主要产生占位性病变,若得不到有效治疗,可导致其丧失劳动能力甚至死亡。目前,药物治疗是我国棘球蚴病患者重要的和不可或缺的治疗手段。治疗药物仅有同为苯并咪唑类的阿苯达唑和甲苯达唑两种,且治愈率均不高,亟待找到新的替代药物。氨基醇类化合物是指包括羟基(-OH)和氨基(-NH、-NHR以及-NR2)的烷烃类化合物,这类化合物表现出了不同的药理作用,如抗疟原虫、抗血吸虫、抗丝虫、抗肿瘤及抗菌活性。本研究利用建立的抗细粒棘球蚴高通量药物筛选模型对氨基醇类化合物的药效进行了评价,并对该类化合物的药物作用靶点进行了探索研究。一、建立了抗细粒棘球蚴高通量药物筛选模型通过优化和改进细粒棘球蚴原头节(羊源)和生发层细胞(鼠源)体外培养条件,分别使用美兰染色法和细胞活性测定法作为评价手段,建立了基于原头节和生发层细胞的抗细粒棘球蚴体外药物的高通量筛选方法。用甲苯达唑、甲氟喹、硝唑尼特及其代谢物进行体内和体外药效实验评估该体外药物筛选模型的效率,结果表明,该模型可真实反映药物在体外对棘球蚴的作用效果,是实现体外大规模药物筛选的基础。二、氨基醇类化合物抗细粒棘球蚴效果评价、类药性分析及毒性研究用已建立的体外药物筛选方法对131个氨基醇类化合物进行初筛,结果表明20%的待选氨基醇类化合物对原头节和生发层细胞均表现出较强的活性。随后对有效化合物分别进行了LCso(原头节)及ⅠCso(生发层细胞)测定,其中有13个化合物的LC5o及ⅠCso均低于10μg/ml。经过类药性分析和毒性预测和测定后发现,化合物16、54和124的细胞毒性低于甲氟喹,有作为先导化合物的潜能,待进一步研究后有可能发展为抗棘球蚴的新型化合物。三、 氨基醇类化合物药效团模型建立及虚拟筛选准备有活性的氨基醇类化合物建立训练集,用Discovery studio软件中的Pharmacophore模块建立药效团模型并用测试集对药效团模型进行筛选。最终选择的药效团包括一个正电荷中心、一个疏水芳香族、两个疏水中心和一个氢键供体。利用该药效团模型对ZINC数据库中的1000个化合物进行虚拟筛选,其中有101个化合物的FitValue值大于3.0,排名靠前的化合物用于进一步研究。四、 氨基醇类化合物抗棘球蚴药物靶点研究使用idTarget服务器进行药物靶点预测,筛选出的靶点通过序列比对和同源建模,模拟了细粒棘球蚴相应的药物靶点蛋白三维结构。随后应用分子对接(Autodock和Autocock vina)对上述药物靶点进一步进行筛选。最终筛选出糖原磷酸化酶作为氨基醇类化合物的候选药物靶点。体外实验结果表明,甲氟喹对细粒棘球蚴的糖原磷酸化酶仅在高浓度482.2μM有一定的抑制作用,其抑制率为57.8%。该部分的药物靶点研究方法可为此类化合物的作用机制研究以及实现基于药物靶点的药物筛选研究奠定基础。通过该课题的研究,建立抗棘球蚴药物体外高通量筛选模型,该模型基于棘球蚴囊中的原头节和生发层细胞,可真实反映药物在体外对棘球蚴的作用效果。基于上述模型,本课题还针对一类氨基醇类化合物进行了研究,从中寻找到了可作为活性候选化合物的新结构。除此之外,建立了建立了氨基醇类活性化合物的药效团模型并进行虚拟筛选。本课题还建立了基于反向分子对接技术的抗棘球蚴药物靶点筛选流程,筛选出了一个酶蛋白作为氨基醇类化合物的候选药物靶点。