基于母草三萜类抗老年痴呆症先导化合物的发现和作用机制研究

Sirtuins family play an important role in aging. SIRT1 is one of the most important member of Sirtuins family. Studies show that increase SIRT1 activity play an important role on reduction of Aβ deposition, improving neural protection and nerve regeneration functions. A screening system was then established by employment of SIRT1 Activity Assay Kit. From natural products, twelve triterpennoids were obtained, including 5 new compounds from traditional Chinese medicine Mucao. Finally, linderside A was determined to be a potential compound based on structure-activity relationship study. Linderside A can significantly increase SIRT1 activity, improve memory dysfunction of APP/PS1 double transgenic Alzheimer's disease (AD) mouse model. This project plans to do structural modification on linderside A to obtain 5-10 compounds and isolate 40-60 analogues of linderside A from natural plants. According to activity evaluation and cytotoxicity experimental results, discover lead compounds and confirm the functions of lead compounds in vivo. Application of molecular biology related technologies and methods, clarify the mechanism of action of a lead compound on improving memory dysfunction of APP/PS1 double transgenic AD mouse model. These results will provide new ideas and open new field to discover lead compounds for prevention and treatment of AD.

Sirtuins家族在衰老中发挥重要作用，SIRT1是Sirtuins家族的重要成员之一，研究表明提高SIRT1活性对减少Aβ沉积、增强神经保护和神经再生等功能具有重要意义。利用SIRT1活性测定试剂盒建立活性检测系统，从天然产物分离得到12个三萜类化合物，包括5个中药母草来源的新化合物，构效关系研究确定新化合物linderside A为苗头化合物。Linderside A能显著地提高SIRT1活性、改善APP/PS1双转基因痴呆模型鼠的记忆功能。该课题拟对linderside A进行结构修饰获得5-10个衍生物、从植物中分离得到40-60个类似物、深入研究构效关系，根据活性鉴定和动物细胞毒性实验结果发现先导化合物，验证先导化合物的体内作用效果。利用分子生物学相关技术和方法阐明先导化合物抗老年痴呆症的作用机制，为老年性痴呆症预防治疗药物的研发提供新思路和开辟新方法。

为了发现具有潜在抗老年性痴呆症功能的活性化合物，在SIRT1试剂盒活性测定系统的引导下，从中药母草中分离得到数个三萜类化合物，通过波谱解析等方法确定了两个新化合物linderside A和lindersin B的化学结构。随后，利用PC12细胞对lindersin B的作用机理进行了研究，发现lindersin B的活性是通过激活PC12细胞TrkA/MEK/ERK通路发挥作用，同时也和PI3K/AKT信号通路相关。.此外，在SIRT1活性系统的引导下，从中药饿蚂蝗中分离得到具有显著活性的三萜类化合物A，并通过9步化学反应对该化合物进行了半合成，将波谱数据和天然产物进行了对比，确定了合成得到的化合物和天然产物化合物A具有相同的结构。活性测试结果表明合成得到的化合物与天然产物活性一致。我们对该化合物进行了初步构效关系的研究，合成并测试了30多个衍生物的活性，构效关系研究结果表明天然来源的化合物活性最佳。所以我们计划进行进一步的构效关系研究，以期得到结构新颖、活性更好、毒性更低的先导化合物，从而进行药物开发研究。.此外，为了分离得到活性更好、安全性较佳、作用机制不同的抗老年痴呆三萜类小分子化合物，我们通过对大量天然产物进行提取、分离和结构鉴定得到四十多个三萜类化合物。通过活性测定结果及构效关系的研究，发现化合物B具有很好的生物活性。随后，利用PC12细胞对化合物B的作用机制进行研究，发现化合物B通过TrkA/Ras/Raf/ERK信号通路发挥作用。体内功能研究结果表明化合物B通过AKT/ERK信号通路促进成年ICR小鼠海马区新生神经细胞和新生成熟神经元增加，并且可以改善老年性痴呆症模型鼠APP/PS1的学习记忆能力。由于老年痴呆症和衰老具有密切关系，因此以K6001酵母为抗衰老活性的评价模型，发现化合物B能够延长K6001酵母的复制性寿命，并对sod1和sod2突变菌株的复制性寿命无影响。除此之外，在SIRT1活性系统引导下，还对其他多种天然产物进行分离纯化并得到一系列具有活性的三萜类化合物，目前正在进行构效关系及作用机理的研究。.综上所述，在80多个天然及合成的三萜类化合物构效关系研究的基础上，发现了3个具有显著潜在抗老年痴呆症活性的先导化合物，并对其作用机理进行了深入研究，以期将其开发成老年性痴呆症的预防或治疗药物。