论文部分内容阅读
本文从以下两部分进行阐述：
第一部分:抗缺血性脑卒中川芎嗪衍生物A11前药的设计、合成及成药性评价
脑卒中是造成我国居民死亡的首要原因。缺血性脑卒中是脑卒中的最常见类型，占我国脑卒中患病率的78％。尽管近年来缺血性脑卒中的发病率、死亡率和致残率有所下降，但是目前仍然没有真正意义上的特效药。因此，研发新型高效的抗缺血性脑卒中药物仍迫在眉睫。
众所周知，天然产物是新药研发的重要源泉。其中，川芎嗪查尔酮衍生物A11是本课题组基于天然产物片段杂合策略得到的抗缺血性脑卒中候选药物。A11具有远高于川芎嗪的抗氧化活性，并且能够显著改善脑缺血再灌注损伤大鼠的行为与脑梗死体积。但是A11的口服生物利用度较低(F=6.35％)、半衰期较短(Tl/2=2.24h)，严重限制了其应用。前药策略在药物研发中备受关注，既能保证原药的药效，又可改善化合物的溶解度、生物利用度、半衰期和理化性质等。因此，为进一步改善A11的成药性，我们在大量文献调研的基础上设计并合成了A11的缩醛碳酸酯前药(LL-1)，并对其进行了溶解度测试和大鼠体内药代动力学测试。
溶解度测试结果表明，在pH为7.4的缓冲溶液中，LL-1的溶解度为32.9μg/mL，109D为3.46。与A1l相比，LL-1的溶解度提高了至少70倍，且具有更好的肠道吸收特性;大鼠药代动力学评价结果表明，LL-1在体内可迅速转化为原药，且静脉注射给药后A11的血药浓度提高约5倍(Cmax=982ng/mL)。但是LL-1转化为A11后代谢过快，半衰期较短，生物利用度较低(3.6％)。尽管前药LL-1的药代动力学性质并未明显改善，但是为A11的成药性优化提供了重要的参考。
第二部分:新型选择性丁酰胆碱酯酶抑制剂先导化合物的发现
胆碱能神经系统是影响阿尔兹海默病的重要因素，胆碱酯酶是治疗阿尔兹海默病的重要研究靶标。目前上市的胆碱酯酶抑制剂多为乙酰胆碱酯酶抑制剂，只能延缓疾病的发生，并不能治愈疾病，而且存在多种副作用。越来越多证据表明，丁酰胆碱酯酶不仅在疾病进程中发挥重要作用，能够代替乙酰胆碱酯酶维持胆碱能功能，而且丁酰胆碱酯酶基因沉默的人能够健康生存。因此，丁酰胆碱酯酶被认为是非常具有前景的治疗AD的靶点。但是，目前仍未有选择性丁酰胆碱酯酶抑制剂应用于临床，缺乏更多的针对该机制的临床研究。因此，开发特异性、高活性的丁酰胆碱酯酶抑制剂对AD的治疗与机制研究具有重要意义。
基于对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶晶体结构分析，我们选择他克林为先导化合物，运用成肟偶联反应，引入结构多样性的取代基，经微量合成快速构建了含有肟基团的小分子化合物库(53个小分子)，经快速筛选技术，发现选择性、双位点丁酰胆碱酯酶抑制剂。
抑酶活性初筛结果显示，代表性化合物A1Q4、A2Q17、A2Q19、A2Q20、A3Q19具有较强的胆碱酯酶抑制活性。将上述化合物大量合成并进行进一步生物活性评价。结果表明，A3Q19是高活性、高选择性的丁酰胆碱酯酶抑制剂(hBChE IC50=4 nM)，抑制活性优于阳性对照他克林(hBChE IC50=31 nM)约8倍，且其选择性指数达62，远高于他克林(SI=0.75)。此外，酶结合动力学实验表明，A3Q19对丁酰胆碱酯酶具有很强的亲和力，且细胞毒性实验表明，A3Q19(IC50=25.74μM)没有明显的细胞毒性。但是，A3Q19对Ap的自聚集抑制能力与BBB渗透性较弱。此外，A2Q17对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶同时具有很强的抑制作用，且能够显著抑制Ap的自聚集(49.6％)，与阳性药物白藜芦醇抑制效果相当，同时具有很强的BBB渗透性，遗憾的是A2Q17对神经细胞表现出较高的细胞毒性。总而言之，化合物A2Q17和A3Q19具有进一步开发的价值。
第一部分:抗缺血性脑卒中川芎嗪衍生物A11前药的设计、合成及成药性评价
脑卒中是造成我国居民死亡的首要原因。缺血性脑卒中是脑卒中的最常见类型，占我国脑卒中患病率的78％。尽管近年来缺血性脑卒中的发病率、死亡率和致残率有所下降，但是目前仍然没有真正意义上的特效药。因此，研发新型高效的抗缺血性脑卒中药物仍迫在眉睫。
众所周知，天然产物是新药研发的重要源泉。其中，川芎嗪查尔酮衍生物A11是本课题组基于天然产物片段杂合策略得到的抗缺血性脑卒中候选药物。A11具有远高于川芎嗪的抗氧化活性，并且能够显著改善脑缺血再灌注损伤大鼠的行为与脑梗死体积。但是A11的口服生物利用度较低(F=6.35％)、半衰期较短(Tl/2=2.24h)，严重限制了其应用。前药策略在药物研发中备受关注，既能保证原药的药效，又可改善化合物的溶解度、生物利用度、半衰期和理化性质等。因此，为进一步改善A11的成药性，我们在大量文献调研的基础上设计并合成了A11的缩醛碳酸酯前药(LL-1)，并对其进行了溶解度测试和大鼠体内药代动力学测试。
溶解度测试结果表明，在pH为7.4的缓冲溶液中，LL-1的溶解度为32.9μg/mL，109D为3.46。与A1l相比，LL-1的溶解度提高了至少70倍，且具有更好的肠道吸收特性;大鼠药代动力学评价结果表明，LL-1在体内可迅速转化为原药，且静脉注射给药后A11的血药浓度提高约5倍(Cmax=982ng/mL)。但是LL-1转化为A11后代谢过快，半衰期较短，生物利用度较低(3.6％)。尽管前药LL-1的药代动力学性质并未明显改善，但是为A11的成药性优化提供了重要的参考。
第二部分:新型选择性丁酰胆碱酯酶抑制剂先导化合物的发现
胆碱能神经系统是影响阿尔兹海默病的重要因素，胆碱酯酶是治疗阿尔兹海默病的重要研究靶标。目前上市的胆碱酯酶抑制剂多为乙酰胆碱酯酶抑制剂，只能延缓疾病的发生，并不能治愈疾病，而且存在多种副作用。越来越多证据表明，丁酰胆碱酯酶不仅在疾病进程中发挥重要作用，能够代替乙酰胆碱酯酶维持胆碱能功能，而且丁酰胆碱酯酶基因沉默的人能够健康生存。因此，丁酰胆碱酯酶被认为是非常具有前景的治疗AD的靶点。但是，目前仍未有选择性丁酰胆碱酯酶抑制剂应用于临床，缺乏更多的针对该机制的临床研究。因此，开发特异性、高活性的丁酰胆碱酯酶抑制剂对AD的治疗与机制研究具有重要意义。
基于对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶晶体结构分析，我们选择他克林为先导化合物，运用成肟偶联反应，引入结构多样性的取代基，经微量合成快速构建了含有肟基团的小分子化合物库(53个小分子)，经快速筛选技术，发现选择性、双位点丁酰胆碱酯酶抑制剂。
抑酶活性初筛结果显示，代表性化合物A1Q4、A2Q17、A2Q19、A2Q20、A3Q19具有较强的胆碱酯酶抑制活性。将上述化合物大量合成并进行进一步生物活性评价。结果表明，A3Q19是高活性、高选择性的丁酰胆碱酯酶抑制剂(hBChE IC50=4 nM)，抑制活性优于阳性对照他克林(hBChE IC50=31 nM)约8倍，且其选择性指数达62，远高于他克林(SI=0.75)。此外，酶结合动力学实验表明，A3Q19对丁酰胆碱酯酶具有很强的亲和力，且细胞毒性实验表明，A3Q19(IC50=25.74μM)没有明显的细胞毒性。但是，A3Q19对Ap的自聚集抑制能力与BBB渗透性较弱。此外，A2Q17对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶同时具有很强的抑制作用，且能够显著抑制Ap的自聚集(49.6％)，与阳性药物白藜芦醇抑制效果相当，同时具有很强的BBB渗透性，遗憾的是A2Q17对神经细胞表现出较高的细胞毒性。总而言之，化合物A2Q17和A3Q19具有进一步开发的价值。