新型 L - 色氨酸衍生物:治疗阿尔茨海默病的多面 “利器”

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5

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  阿尔茨海默病(AD)发病机制复杂,现有治疗手段有限。研究人员针对 AD 开展新型 L - 色氨酸衍生物研究,发现 Z165、Z168 等化合物对丁酰胆碱酯酶(hBuChE)有抑制作用,4d-13 等化合物展现出多种抗 AD 特性。该研究为 AD 治疗药物研发提供新方向。

  
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD),这一神秘的大脑 “杀手”,正无情地吞噬着无数老年人的记忆和认知能力。患上 AD 的老人,可能会在熟悉的街道迷失方向,忘记自己亲人的面容,曾经习以为常的生活技能也逐渐丧失。目前,全球有数以千万计的人深受其害,且随着老龄化社会的加剧,患者数量还在不断攀升。

尽管 AD 给人类健康带来了巨大威胁,但遗憾的是,其发病机制至今仍未完全明晰。现有的治疗手段,比如乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂,虽然能在一定程度上缓解症状,却无法阻止疾病的进展,还伴随着不少副作用。而且,AD 的病理过程涉及多个方面,单一靶点的治疗方法难以应对其复杂性。在这样的困境下,研发更有效的治疗药物迫在眉睫。

江西中医药大学的研究人员勇敢地向这一难题发起挑战。他们将目光聚焦在 L - 色氨酸衍生物上,开展了一系列深入研究。研究结果意义重大,发现的多种化合物展现出对丁酰胆碱酯酶(hBuChE)的抑制作用,还有抗氧化、抗 β- 淀粉样蛋白(Aβ)聚集、抗炎以及神经保护等特性,为治疗 AD 带来了新的希望。该研究成果发表在《Bioorganic Chemistry》上。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在化合物合成方面,以 L-Boc - 色氨酸等为原料,通过缩合反应制备目标化合物。采用酶动力学研究化合物对 hBuChE 等的抑制机制;运用分子对接技术,探究化合物与相关蛋白的结合模式;借助硫代黄素 T(ThT)实验评估化合物抑制 Aβ1–42自聚集的能力;利用氧自由基吸收能力(ORAC)和活性氧(ROS)实验测定抗氧化能力;在细胞实验中,检测化合物的细胞毒性以及对神经元损伤的保护作用;通过小鼠实验,评估化合物改善认知功能的效果 。

化合物的合成与筛选


研究人员通过两种策略对前期发现的活性化合物 Z165 和 Z168 进行结构修饰,合成了一系列新型 L - 色氨酸衍生物。经过筛选,发现化合物 4d-9、4d-12 和 4d-13 对 hBuChE 的抑制活性显著提高,IC50值分别达到 0.29 μM、0.52 μM 和 0.13 μM ,表明这些化合物在抑制 hBuChE 方面具有良好的潜力。

抗氧化性能研究


通过 ORAC 和 ROS 实验,研究人员发现这些新合成的化合物展现出卓越的抗氧化性能,与抗坏血酸相比也毫不逊色。这意味着它们能够有效清除体内过多的活性氧,减轻氧化应激对神经元的损伤,在 AD 的病理过程中发挥重要的保护作用。

抗 β- 淀粉样蛋白聚集能力


利用硫代黄素 T 实验,研究证实这些化合物能够抑制 Aβ 肽的聚集。Aβ 斑块的形成是 AD 的典型病理特征之一,化合物的这一特性对于阻止 AD 的发展具有关键意义,有望减少 Aβ 斑块对神经元的毒性作用。

细胞毒性与血脑屏障通透性


在细胞实验中,化合物对 BV-2 细胞系表现出极低的细胞毒性,安全性较高。同时,通过 PAMPA-BBB 实验,确认了这些化合物具有良好的血脑屏障通透性。这使得它们能够顺利进入大脑,到达作用靶点,为发挥治疗效果提供了有力保障。

神经保护与抗炎作用


在体外实验中,与加兰他敏相比,化合物 4d-13 对 N - 甲基 - D - 天冬氨酸(NMDA)或 L-(+)- 谷氨酸钠诱导的 SH-SY5Y 细胞损伤具有显著的神经保护作用。在 LPS 诱导的 BV-2 炎症模型中,4d-13 还能剂量依赖性地降低炎症因子 IL-1β 和 IL-6 的表达,展现出良好的抗炎能力,有助于减轻神经炎症,保护神经元。

体内药效学验证


通过 Morris 水迷宫和避暗实验,研究人员发现 4d-13 能够改善东莨菪碱诱导的小鼠认知障碍。这一结果在体内实验中进一步证实了化合物 4d-13 在治疗 AD 方面的潜力,为开发新型 AD 治疗药物提供了重要依据。

研究人员成功设计并合成了一系列新型 L - 色氨酸衍生物,这些化合物展现出多方面的抗 AD 特性,包括抑制 hBuChE、抗氧化、抗 Aβ 聚集、抗炎和神经保护作用。其中,化合物 4d-13 表现最为突出,不仅对 hBuChE 抑制活性强,还在体内外实验中展现出良好的治疗效果。该研究为 AD 的治疗开辟了新的方向,为研发新型多靶点抗 AD 药物提供了有价值的先导化合物。不过,目前的研究仍处于前期阶段,后续还需要进一步开展深入的研究,如在动物模型中的长期药效评估、药物代谢动力学研究以及临床试验等,以推动这些化合物从实验室走向临床应用,为 AD 患者带来真正有效的治疗药物,让他们重新找回失去的记忆和生活的希望。

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