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组蛋白去乙酰化酶HDAC6抑制剂的合成与抗阿尔茨海默症的初步活性研究认领

被引量： 1

作者：

汪秀秀

学位授予单位：

山东大学

摘要：

阿尔茨海默症（AD）是一种原发性神经退行性疾病,其病理特征是大脑中β淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑（SP）、高度磷酸化的tau蛋白聚集而成的神经元纤维缠结（NFTs）。AD的发病持续时间长,发病率不断攀升,治疗费用昂贵。目前,抗AD药物虽能改善部分病理症状,但不能逆转AD的进程。由于AD的病因复杂,病理机制尚不明确,抗AD药物研究面临重大挑战。氧化应激在AD进程中起着重要作用。由于体内氧化还原平衡失调,产生有毒性的活性氧自由基（ROS）,造成神经细胞损伤和死亡。氧化应激也能促进Aβ聚集及tau蛋白的磷酸化,加速AD疾病进程。AD与Aβ寡聚体及其聚集体密切相关。由于各种病因导致Aβ代谢异常,表现为Aβ过度产生,降解和清除减少,造成过量的Aβ聚集形成具有神经毒性的Aβ寡聚体等,引发神经炎性反应、氧化应激、神经元丢失等。在AD患者中,一些金属（Cu、Zn、Fe、A1）离子在SP和NFT中富集。Cu2+离子等能与Aβ形成高亲和性Cu2+-Aβ复合物,促进Aβ聚集和ROS的产生,加剧氧化应激。AD患者脑皮层和海马区HDAC6蛋白水平显著提高,表明HDAC6可能在AD致病过程中发挥了重要作用。高度磷酸化的tau蛋白降低了其对微管的亲和性,从而导致细胞骨架瓦解,最终导致细胞死亡。Aβ影响微管的稳定性和细胞囊泡运输,进而引起线粒体和神经递质的运输恶化,最终导致突触降解或丢失。抑制HDAC6活性可增强α-微管蛋白的乙酰化水平进而增强微管的稳定性。HDAC6的抑制可增加高度乙酰化的α-微管蛋白和恢复线粒体运输。因此,HDAC6抑制剂可以降解tau蛋白,修复Aβ损伤,有望成为治疗AD的新型药物。HDAC6抑制剂药效团模型与其它亚型HDAC抑制剂相似,分为帽子区（Cap）、连接区（Linker）、Zn2+结合基团（ZBG）。Cap—般为芳环或芳杂环等环状结构,Linker通常为脂肪长链或取代芳环,常见的ZBG有异羟肟酸,硫醇等。研究发现,HDAC6蛋白的表面识别区比其它亚型要大,可以选用结构较大的基团作为Cap区。作为抗AD的HDAC抑制剂,必须具备透过过血脑屏障的能力。因此,本课题组选用临床用于治疗中枢疾病药物的药效团,如吩噻嗪,10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂卓,美金刚,作为Cap药效团,通过连接不同的芳环Linker,异羟肟酸作为ZBG基团,来探讨不同的Cap或不同的芳环Linker对HDAC6活性的影响,设计一系列新型HDAC6抑制剂。本研究合成了20个目标化合物,初步测试了对HDAC6的抑制活性,对活性较好的化合物W1和W3进行了 HDAC亚型选择性评价。用MTT法测定了部分化合物对SH-SY5Y细胞和PC12细胞的抗增殖活性,以及对H2O2诱导的PC12细胞氧化损伤的神经保护作用。用硫黄素T法评价了化合物W1,W3,W8和W15对Cu2+诱导的Aβ体外聚集的影响,以及对Cu2+诱导的Aβ聚集体的解聚能力。结果表明,W3对HDAC6的抑制活性最好,IC50值为11nM,对HDAC1、HDAC8和HDAC11具有一定的选择性。所测试的化合物对SH-SY5Y和PC12细胞的增殖均无影响,说明这些化合物均无细胞毒性。W1和W3对H2O2诱导的PC12细胞氧化损伤具有神经保护作用,活性与阳性对照药Trolox的相当或比其活性更好。硫黄素T实验结果表明,W1,W3,W8,W15通过与Cu2+螯合抑制Cu2+诱导的Aβ的聚集,抑制活性与阳性对照药氯碘喹啉（CQ）的相当或比其更好。其中,W1和W3表现出很好的Cu2+诱导的Aβ聚集抑制活性,抑制率分别为60%和58%。在解聚Cu2+诱导的Aβ聚集体的解实验中,W1的活性与CQ相当,解聚率约为33%,而W3的解聚能力强,约为75%。以上结果表明,所设计的HDAC6抑制剂能抑制Cu2+诱导的Aβ聚集,促进Cu2+诱导的Aβ聚集体的解聚,并具有一定的抗氧化应激能力,能够靶向AD的多个方面,可用于进一步的抗AD活性评价。

摘要译文

关键词：

组蛋白去乙酰化酶; HDAC6抑制剂; 阿尔茨海默症; Aβ; 氧化应激; 神经保护

学位年度：

2018

学位类型：

硕士

学科专业：

药物化学

导师：

刘兆鹏

中图分类号：

R914[药物化学];R96[药理学]

学科分类号：

100603[中西医结合药学];100701[药物化学];100705[微生物与生物技术药物学];100109[医学药理学];100706[药理学]