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目的 通过体外试验和鼠疟动物模型筛选瑞香素结构衍生物的抗疟作用,确定瑞香素类抗疟化合物对恶性疟原虫抗疟作用的靶分子.主要研究内容及方法 (1)在瑞香素基本结构的基础上设计并合成瑞香素的结构衍生物;(2)通过光学显微镜镜检和微量荧光法两种体外筛选系统筛检瑞香素类衍生物对恶性疟原虫的体外抗疟作用;(3)对体外筛检抗疟活性高的化合物,采用WHO推荐的四天抑制试验测定其对鼠伯氏疟原虫(ANKA株)的抗疟作用;(4)以电子自旋共振法测定瑞香素类抗疟化合物对恶性疟原虫核糖核酸还原酶(ribonucleotide reductase,RNR)活性的影响;(5)采用紫外分光光度法测定瑞香素类抗疟化合物对恶性疟原虫细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase,COX)活性的影响;(6)对体外同步培养的恶性疟原虫经瑞香素、DA78与DA79作用后,抽提总RNA,并合成相应的特异性引物,运用实时荧光PCR法测定瑞香素类抗疟化合物对恶性疟原虫的重要生物功能酶,如RNR、超氧化物歧化酶(superoxidase dismutase,SOD)及乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,L,DH)等基因表达的影响.结果 (1)在瑞香素结构的基础上,通过对7、8位羟基或相邻位点的修饰,共合成32种瑞香素结构衍生物.(2)通过体外筛选系统筛选出DA78与DA79两种新型的瑞香素类抗疟化合物,两者的IC50分别为7.6μmol/L、1.4μmoL/L,其体外抗疟活性与瑞香素的差别无统计学意义(P＞0.05);体内试验按D4减虫率评价,瑞香素、DA78与DA79灌胃给药在鼠伯氏疟原虫ANKA株感染小鼠中,DA79在1、10、50、75 ms/(kg·d)×4 d组与对照组1%西黄蓍胶相比较差异有统计学意义(P＜0.01),而DA78在50或75 mg/(kg·d)×4 d的抗疟作用与对照组相比较差异有统计学意义(P＜0.05);另外DA79在10或75 mg/(kg·d)×4 d的抗疟效果要优于同剂量的瑞香素(P＞0.05).(3)体外同步培养的恶性疟原虫经100μmol/L瑞香素2、4、8和12 h作用后,COX活性依次下降了0、6%、、73%和80%,在瑞香素浓度为100 nmoi/L、lμmoL/L、100 μmol/L与l mmol/L作用6 h后,COX活性依次下降了3%、31%、53%和84%(n=3),其活性随着瑞香素浓度的增高基本成线性降低,而当瑞香素的铁鳌合能力饱和后对COX活性的影响几乎消失;100 μmol/L DA78与DA79作用2、4、8和12 h后,COX的活性依次下降了0、2%、11%、9%与7%、13%、17%、32%,在DA78、DA79浓度为100 nmol/L、1 μmol/L、100 μmol/L与1 mmol/L作用6 h后,COX活性依次下降了0、0、4%、13%与1%、4%、15%、29%,其活性随着DA78或DA79浓度的增高基本成线性降低,其中DA79对COX的抑制作用高于DA78,但两者均低于瑞香素对COX的作用(n=3,P＜0.01).(4)体外同步培养的恶性疟原虫经瑞香素、DA78与DA79作用后.以电子自旋共振法测定不同时间恶性疟原虫酪氨酸的量以反映RNR的活性,经100 μmol/L瑞香素作用1、2、3和4 h后,相对于对照组的值RNR的活性依次为其值的93%、49%、31%和25%,在瑞香素浓度为100 nmol/L、1 μmol/L、100 Vanol/L与1 mmoL/L作用6 h后,相对于对照组的值RNR的活性依次为其值的97%、69%、42%和7%;RNR的活性随着瑞香素浓度的增高而降低,但并非呈线性相关.当瑞香索铁鳌合能力饱和后,恶性疟原虫RNR活性几乎未受影响(n=3,P＞0.05).经100μmot/L DA78与DA79作用1、2、3和4 h后,相对于对照组的值恶性疟原虫RNR的活性依次为其值的98%、96%、87%、71%与93%、44%、41%、23%,DA79对RNR活性的抑制作用高于同剂量相同作用时间DA78的作用(n=3,P＞0.01),DA79与瑞香素在体外对恶性疟原虫RNR抑制作用的差别无统计学意义(n=3,P＞0.05);在DA78与DA79浓度为100 nmol/L、1μmol/L、100μmol/L与1 mmol/L.,作用6 h后,相对于对照组的值RNR的活性依次为其值的100%、92%、64%、61%与97%、48%、25%、4%,DA79对RNR活性的抑制作用高于同剂量DA78的作用(n=3,P＜0.01),并且高于同剂量瑞香素对RNR活性的抑制作用(n=3,P＜0.05).(5)恶性疟原虫体外经瑞香素、DA78与DA79作用后,LDH、SOD与RNR 3种基因扩增的标准曲线,在105～109 copies/ml范围内标准曲线呈良好的线性关系,其基因扩增产物的标准曲线的r2依次为0.9907、0.9983、0.9975.根据标准曲线计算各组样品3种基因的原始拷贝数来比较各组3种基因表达量的差异,不同处理组对恶性疟原虫LDH基因的表达无显著性抑制作用(n=3,P＞0.05),而且各组间差异无统计学意义(n=3,P＞0.05);瑞香素、DA78与DA79对恶性疟原虫RNR基因的表达均有抑制作用;只有瑞香素对恶性疟原虫SOD基因表达产生抑制作用,其他各组无显著性抑制作用;但瑞香素的铁螯合能力饱和后,对上述3种基因的表达均未产生显著性抑制作用(n=3,P＞0.05).结论以DA78与DA79为代表的瑞香素类衍生物作为一类新型的抗疟化合物,在体外和体内试验中均显示出一定的抗疟活性;RNR很可能作为瑞香素类抗疟化合物抗疟作用的靶分子.本研究首次发现两种瑞香素结构衍生物DA78与DA79具有与瑞香素同一水平的抗疟活性,为寻求更有效的抗疟化合物提供了方向,并利用分子生物学方法对瑞香素抗疟化合物抗疟作用的靶分子进行了筛选与研究,初步确定了RNR作为瑞香素类抗疟化合物抗疟作用的靶标,为今后瑞香素类抗疟药物的进一步开发提供了理论依据.