新型香豆素磺酰腙衍生物CBSH的合成及其通过抗菌与促愈双机制加速皮肤创面修复的研究

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Frontiers in Chemistry 4.2

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  这篇研究报道了新型化合物N′-(1-(7-羟基-2-氧代-2H-色烯-3-基)亚乙基)-4-甲基苯磺酰肼(CBSH)的合成与生物学评价。该研究通过体外实验证实CBSH对MRSA(MIC 50 μg/mL)等耐药菌株具有显著抗菌活性,体内实验显示其可促进成纤维细胞迁移(迁移率82.5%)并加速大鼠伤口闭合(14天愈合率97.8%)。分子对接揭示其与COX-2(结合能-8.706 kcal/mol)等伤口愈合关键靶点的稳定相互作用,为开发兼具抗感染和促修复功能的创面敷料提供了新思路。

  

化学合成与表征

研究团队通过Knoevenagel缩合反应,将2,4-二羟基苯甲醛与乙酰乙酸乙酯在哌啶催化下合成3-乙酰基-7-羟基-2H-色烯-2-酮(3),再与对甲苯磺酰肼缩合获得目标化合物CBSH(收率82%)。核磁共振(1H-NMR)显示特征峰:δ 2.35(Ar-CH3),6.69(H8),10.73(OH),质谱确认分子量372.40。红外光谱检测到关键官能团振动:3326 cm-1(OH)、1687 cm-1(内酯C=O)和1614 cm-1(C=N)。

抗菌效能评估

采用琼脂杯扩散法发现CBSH对革兰阳性菌(B. cereus)和阴性菌(CRPA)均具抑制活性,MIC值显著优于氨苄青霉素(>100 μg/mL)。特别对MRSA的MIC(50 μg/mL)低于头孢拉定(>100 μg/mL),且通过CFU法验证其杀菌效果。值得注意的是,母体化合物3对MRSA无活性(MIC>100 μg/mL),证实磺酰腙结构修饰对增强抗菌性能的关键作用。

细胞迁移促进机制

在划痕实验中,12.5 μg/mL CBSH处理24小时后,人成纤维细胞(BJ)迁移率达82.5%,较对照组(71%)显著提升。这与已报道的香豆素糖苷(如peltatamarin A)促迁移效果相当,暗示其可能通过调节胶原I和纤维连接蛋白表达加速伤口再上皮化。

动物模型验证

大鼠全层皮肤缺损模型显示,CBSH治疗组14天伤口闭合率达97.8%,组织学分析可见完整表皮再生和松散胶原纤维排列。Masson染色显示治疗组真皮层新生血管形成(箭头指示),而对照组仍存在微脓肿和中性粒细胞浸润。这种促愈效果与7-甲氧基-4-甲基香豆素(MMC)的报道相似,但CBSH兼具更优的抗菌特性。

分子作用机制解析

反向对接筛选发现CBSH与COX-2结合能(-8.706 kcal/mol)高于TNF-α(-8.506 kcal/mol)和5-LOX(-8.127 kcal/mol)。关键相互作用包括:与Arg120的氢键、与Trp100的π-烷基作用,以及和Val349的π-σ作用——该残基正是罗非昔布(rofecoxib)的结合位点。100 ns分子动力学模拟显示,CBSH-COX-2复合物骨架RMSD稳定在0.1497 nm,证实结合稳定性。

应用前景展望

该研究创新性地将香豆素抗菌模块、磺胺药效团和席夫碱结构整合,开发的CBSH化合物具有三重优势:① 突破性抗菌谱覆盖MRSA和CRPA等耐药菌;② 通过COX-2/5-LOX双通路调控炎症微环境;③ 促进成纤维细胞迁移和血管新生。这种"抗感染-促修复"协同机制为慢性伤口敷料开发提供了新策略,尤其适用于糖尿病足溃疡等难愈性创面。

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