抗阿爾茨海默病化合物他克林-阿魏酸異二聯(lián)體的設(shè)計(jì)、合成及其藥理活性評(píng)價(jià).pdf

1、阿爾茨海默病(Alzheimer'sdisease，AD)是一種老年人中常見的多病因的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。其特征性病癥有腦內(nèi)淀粉樣蛋白的沉積，神經(jīng)纖維纏結(jié)、氧化應(yīng)激、線粒體的功能紊亂以及炎癥反應(yīng)。目前臨床使用的AD治療藥物主要是乙酰膽堿酯酶(Acetylcholinesterase，AChE)抑制劑(Acetylcholinesteraseinhibitors，AChEIs)。作用機(jī)制主要是減少突觸間隙中的乙酰膽堿(Acetylch

2、oline，ACh)的消耗，從而緩解AD患者的認(rèn)知障礙。然而這種治療只能改善AD患者的癥狀，但控制不住疾病的發(fā)生及進(jìn)展。 AD存在多種發(fā)病機(jī)制假說，如膽堿能缺陷假說、淀粉樣蛋白(β—amyloidpeptide，Aβ)毒性假說、氧化應(yīng)激假說等等。這些因素造成了治療AD的困難性。而針對神經(jīng)退行性疾病發(fā)病多樣性而提出的多靶點(diǎn)(Multi—targets)治療策略逐漸被認(rèn)可。 他克林(tacrine，TA．Cognex())為

3、第一個(gè)被FDA批準(zhǔn)上市治療AD的可逆性AChEI。但發(fā)現(xiàn)長期使用會(huì)導(dǎo)致肝功能酶的上升，而退出臨床。但是針對其進(jìn)行的改造從未停止過，其中最為重要的是他克林二聚體類化合物的設(shè)計(jì)合成。 這些他克林二聚體類化合物較母體主要有兩個(gè)方面的提高： 1、活性和選擇性上的提高。研究發(fā)現(xiàn)，效能和選擇性高的AChEIs均能同時(shí)與AChE的催化位點(diǎn)和外周位點(diǎn)(peripheralanionicsites，PAS)發(fā)生作用。因此雙位點(diǎn)作用學(xué)說成為

4、指導(dǎo)思路之一。代表化合物：bis(7)—他克林，他克林—石杉?jí)A甲A二聯(lián)體。 2、多靶點(diǎn)作用。主要是利用TA與另一針對AD病因化學(xué)結(jié)構(gòu)單元相連而成，如抗氧化劑，鈣通道拮抗劑，5-羥色胺受體拮抗劑等等。代表化合物有：他克林—硫辛酸二聯(lián)體，他克林—褪黑素二聯(lián)體，他克林—二氫吡啶類二聚體。 阿魏酸(ferulicacid，F(xiàn)A)屬于肉桂酸類，來源于多種植物的一種酚酸。毒性低，具有抗氧化，抗炎，抗淀粉樣蛋白聚集，神經(jīng)保護(hù)和肝保護(hù)等

5、作用。但體內(nèi)生物利用度低，較難透過血腦屏障(Bloodbrainbarrier，BBB)阻礙了其有效地治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。 研究目的： 基于“膽堿能假說”和‘氧化應(yīng)激學(xué)說”，設(shè)計(jì)合成一系列他克林—阿魏酸異二聯(lián)體，希望通過單一化合物實(shí)現(xiàn)膽堿酯酶抑制和抗氧化作用的目的，同時(shí)克服他克林引起的肝功能酶升高的缺陷。 研究方法： 1、以鄰氨基苯甲酸和環(huán)已酮為原料，經(jīng)二步法合成1，2，3，4-四氫—9-氯吖啶，再與一

6、系列二胺反應(yīng)后得到他克林伯胺類化合物，最后在無水四氫呋喃體系中，利用縮合劑BOP，敷酸劑三乙胺與阿魏酸發(fā)生縮合反應(yīng)最終得到一系列他克林—阿魏酸異二聯(lián)體。 2、體外實(shí)驗(yàn)，采用Ellman法檢測合成化合物抑制AChE和BuChE的IC50，比較抑制能力； 3、利用DiscoveryStudio(DS)LigandFit模塊模擬化合物與AChE的分子對接； 4、利用熒光分光光度法檢查化合物抑制AChE誘導(dǎo)的Aβ聚集能力

7、大小； 5、清除自由基DPPH能力實(shí)驗(yàn)檢測化合物的抗自由基能力； 6、體內(nèi)試驗(yàn)，利用東莨菪堿(Scopolamine，Scop)誘導(dǎo)空間學(xué)習(xí)記憶損傷，通過Morris水迷宮觀察化合物是否可以通過BBB改善Scop誘導(dǎo)的空間學(xué)習(xí)記憶損傷作用； 7、通過給予小鼠耐受劑量的TA和待測化合物24h后檢測AST、ALT的活性及ALB水平，從而評(píng)價(jià)肝毒性大小。 研究結(jié)果： 1、以鄰氨基苯甲酸和環(huán)已酮為原料，經(jīng)

8、二步法合成1，2，3，4-四氫—9-氯吖啶，產(chǎn)率達(dá)90％，再與所需的α，ω—二胺反應(yīng)(n=2-7)在正戊醇體系中回流反應(yīng)得到伯胺—他克林類化合物，產(chǎn)率60～89％。后者溶在無水四氫呋喃中，利用縮合劑BOP，三乙胺為敷酸劑與1.5等份的阿魏酸溶解在二氯甲烷中發(fā)生縮合反應(yīng)最終得到他克林—阿魏酸異二聯(lián)體，產(chǎn)率40％～45％。 2、體外實(shí)驗(yàn)中，n=2～6的他克林—阿魏酸異二聯(lián)體抑制AChE作用明顯強(qiáng)于TA，其中鏈長n=6的化合物效能最高

9、，其IC50達(dá)到11.64nM。進(jìn)一步通過雙倒數(shù)作圖法發(fā)現(xiàn)n=6的異二聯(lián)體與AChE呈可逆性非競爭型抑制模式，而與BuChE呈可逆性競爭型抑制模式； 3、DS分子對接結(jié)果顯示T6-FA能與AChE的PAS發(fā)生良好的結(jié)合作用，其中吖啶環(huán)和苯環(huán)結(jié)構(gòu)分別與AChE的催化位點(diǎn)和外周位點(diǎn)的氨基酸殘基發(fā)生π—π作用，呈“三明治”樣； 4、抑制AChE誘導(dǎo)的Aβ聚集實(shí)驗(yàn)顯示n=3、5和6的二聯(lián)體在100μM時(shí)抑制率分別為38.06％、

10、43.89％和50.27％，呈現(xiàn)不同程度的抑制作用； 5、清除自由基(DPPH·)能力實(shí)驗(yàn)顯示不同鏈長的異二聯(lián)體(n=2-6)清除自由基的能力(IC50=27.27～47.17μM)與陽性對照藥FA(IC50=39.20μM)沒有差異，且與鏈長相關(guān)度不大； 6、體內(nèi)試驗(yàn)中，n=2～6的他克林—阿魏酸異二聯(lián)體能夠透過BBB發(fā)揮AChE抑制作用從而改善Scop誘導(dǎo)的空間學(xué)習(xí)記憶損傷。 7、相比于TA，給予小鼠同摩爾耐

11、受劑量的n=5和6的他克林—阿魏酸異二聯(lián)體24h后，檢測AST、ALT活性明顯低于TA組，并與空白組沒有明顯差異；ALB水平明顯高于TA組，且與空白組沒有明顯差異。 總結(jié)及展望： 以鄰氨基苯甲酸為原料合成一系列他克林—阿魏酸異二聯(lián)體(n=2-7)。經(jīng)篩選發(fā)現(xiàn)n=6的異二聯(lián)體具有明顯優(yōu)于TA的效能；繼而經(jīng)DS分析后顯示可同時(shí)與催化位點(diǎn)和PAS發(fā)生作用；在AChE誘導(dǎo)的Aβ聚集實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可不同鏈長的異二聯(lián)體可不同程度地抑制Aβ