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基于药效团融合策略的N-芳基吡啶酮及类似物的设计、合成和抗阿尔茨海默症活性研究

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摘要

缩写表

研究背景

第一部分 作用于AD的吡啶酮类多靶点化合物的设计、合成和活性研究

1.1 3-羟基-4-吡啶酮类化合物的设计思路

1.2 3-羟基-4-吡啶酮类化合物的合成

1.3 3-羟基-4-吡啶酮类化合物的生物学评价及构效关系讨论

1.4 代表性化合物I-29的进一步体外生物学评价

1.5 化合物I-29的初步安全性及药代动力学评价

1.6 小结

1.7 实验部分

2 3-甲氧基-4-吡啶酮及其类似物的设计、合成和活性研究

2.1 3-甲氧基-4-吡啶酮及其类似物的设计思路

2.2 3-甲氧基-4-吡啶酮及其类似物的合成

2.3 3-甲氧基-4-吡啶酮及其类似物的生物学评价及构效关系讨论

2.4 化合物I-68的与H3受体及淀粉样蛋白肽的分子对接研究

2.5 化合物I-68的系统生物学评价

2.6 小结

2.7 实验部分

第二部分 作用于AD的喹啉酮及类黄酮类多靶点化合物的设计、合成及活性研究

3.2 2-苯基喹啉酮及类黄酮类化合物的ADME性质预测

3.3 2-苯基喹啉酮及类黄酮类化合物的合成

3.3.3 黄酮衍生物Ⅱ-28~Ⅱ-33的合成

3.3.4 黄酮醇衍生物Ⅱ-36~Ⅱ-39的合成

3.3.5 5-羟基(甲氧基)黄酮衍生物Ⅱ-43~Ⅱ-46的合成

3.4 2-苯基喹啉酮及类黄酮类化合物的生物学评价及构效关系讨论

3.5 部分化合物对Aβ的聚集及解聚的影响(TEM法)

3.6 小结

3.7 实验部分

第三部分 作用于AD的吡唑啉酮类多靶点化合物的设计、合成及活性研究

4.1 吡唑啉酮类多靶点化合物的设计思路

4.2 吡唑啉酮类化合物的合成

4.2.2 3-取代乙酰乙酸乙酯的合成

4.2.3 对苄氧基苯肼的合成

4.2.4 目标化合物Ⅲ-73~Ⅲ-86的合成

4.3 吡唑啉酮类化合物的生物学评价及构效关系研究

4.4 吡唑啉酮类化合物与H3受体的分子对接研究

4.5 化合物Ⅲ-78对Aβ的聚集及解聚的影响(TEM法)

4.6 小结

4.7 实验部分

参考文献

第四部分 组胺H3受体相关多靶点药物的研究进展(综述)

5.1 组胺H3受体

5.1.1 组胺H3受体的结构与功能

5.1.2 组胺H3受体的相关信号通路

5.2 组胺H3受体配体

5.2.1 组胺H3受体激动剂

5.2.2 组胺H3受体拮抗剂

5.3 作用于中枢的H3受体相关的多靶点化合物

5.3.1 同时作用于H3受体和HMT的多靶点化合物

5.3.2 同时作用于H3受体和AChE的多靶点化合物

5.3.3 同时作用于H3受体和SERT的多靶点化合物

5.3.4 同时作用于H3受体和其他中枢神经靶点的多靶点化合物

5.4 作用于外周的H3受体相关的多靶点化合物

5.4.1 同时作用于H3受体和Hl受体的多靶点化合物

5.4.2 同时作用于H3受体和H4受体的多靶点化合物

5.5 结语

参考文献

个人简历

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摘要

阿尔茨海默症(Alzheimer's Disease,AD)是一种以记忆和认知障碍为主要临床症状的神经退行性疾病。目前,已上市的AD的药物虽能缓解早期病人的认知障碍,但不能从根本上改善疾病状态或终止疾病进程。针对AD发病的多机制、多因素的特点,近来提出的多靶点药物由于其在AD治疗方面的潜在应用前景而备受关注。
  为寻找全新结构和功能的多靶点药物,本文创新性地将H3受体,Aβ,金属离子及自由基等靶标进行组合。利用药效团融合法,将H3受体拮抗剂及Aβ聚集抑制剂中的苯氧烷基胺药效团与具离子螯合和抗氧化作用的去铁酮进行骈合,设计合成了一系列3-羟基-4-吡啶酮类化合物。活性测试结果表明,绝大部分化合物均显示良好的拮抗H3受体、抑制Aβ聚集、清除自由基和金属离子螯合能力。代表性化合物Ⅰ-29具有良好的H3受体选择性,能有效抑制Aβ自身及Cu2+诱导的聚集,并对已形成纤维的Aβ有解聚作用,无明显的hERG毒性和细胞毒性,且能迅速通过血脑屏障,在脑内快速分布等特点。
  为了改善化合物Ⅰ-29的药动学性质,进一步设计合成了28个3-烷氧基-4-吡啶酮及其类似物。活性测试结果显示,大部分化合物表现出良好的H3受体拮抗、抑制Aβ1-40及Aβ1-42聚集活性。代表性化合物Ⅰ-68的系统生物学评价表明:其不仅能特异性作用于H3受体,对Aβ1-40和Aβ1-42具有良好的聚集抑制及解聚能力,且无明显的hERG毒性。同时,化合物Ⅰ-68药代动力学性质良好,能透过血脑屏障,其生物利用度(F%=47.9)较先导化合物Ⅰ-29提高了一倍。动物实验结果表明,化合物Ⅰ-68能显著抑制(R)-α-甲基组胺诱导的大鼠饮水行为,可明显改善由东莨菪碱所致的大鼠学习记忆障碍,毒性较低,具有进一步的研究价值和成药前景。
  为寻找结构和功能多样性的先导分子,进而采用骨架迁跃设计策略,设计合成了30个2-苯基喹啉酮以及类黄酮衍生物。合成化合物均表现出良好的H3受体拮抗活性,部分化合物具有一定的Aβ1-42聚集抑制活性。
  本文还以自由基清除剂依达拉奉和化合物Ⅰ-68作为先导,采用药效团融合策略,设计合成了14个吡唑啉酮类化合物。几乎所有目标分子均显示优于先导化合物依达拉奉的自由基清除能力,部分受试化合物表现出中等的H3受体拮抗活性及与阳性对照姜黄素类似的抑制Aβ1-42聚集能力。其中,化合物Ⅲ-78在三方面均表现出良好且较为平衡的活性(ABTS IC50=4.06μM;H3R IC50=0.24μM;Aβ1-42Inh%:71.6%),为该类化合物的进一步优化提供了研究基础。

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