基于铜绿假单胞菌生物膜耐药及感染机制的新药设计与合成

铜绿假单胞菌感染是临床面临的治疗难题，由于细菌对抗菌药物耐药趋势的增加，迫切需要研究新型抗感染药物。基于我们前期对铜绿假单胞菌生物膜抑制剂的研究和新近文献报道的铜绿假单胞菌感染宿主以过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)为靶标引起炎症的机制，并且该炎症可被PPARγ受体激动剂罗格列酮所抑制的事实。本项目拟以罗格列酮为模板化合物，用细菌生物膜抑制剂呋喃酮、吡咯酮等生物电子等排置换模板化合物结构中的噻唑烷二酮部分，用具有抗氧化和PPARγ激动活性的川芎嗪替换模板化合物的吡啶基部分，设计合成多个系列新化合物；考察新化合物的抗菌活性、细菌生物膜形成抑制活性和以PPARγ为靶标的抗炎活性；并运用计算机辅助药物设计方法研究新化合物的三维定量构效关系和与受体的对接结构特性。本研究旨在探索抗铜绿假单胞菌感染的药物设计新思路和发现新药苗头化合物，为新型抗感染药物研究提供科学依据。

铜绿假单胞菌感染、尤其是耐药菌感染是临床治疗难题，急需研究新型抗感染药物。基于文献发现的铜绿假单胞菌信号分子3-氧十二烷基高丝氨酸内酯(3OC12-HSL)经群体感应感染宿主以过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARγ ）为靶标引起机体炎症，且炎症可以被PPARγ 激动剂罗格列酮所抑制的机制，本项目以罗格列酮为模板化合物，用具有细菌生物膜抑制活性的卤代呋喃酮、吡咯酮、恶唑烷酮等基团生物电子等排置换模板化合物结构中的噻唑烷二酮部分、以川芎嗪等替换模板化合物的吡啶基部分，设计合成了多个系列新化合物。分别考察了新化合物的抗菌活性、细菌生物膜形成抑制活性和以PPARγ 为靶标的抗炎活性及其作用机制。. 系列化合物I，以3，4-二卤代呋喃酮等替换罗格列酮的噻唑烷二酮部分，发现了至少3个化合物表现出了优良的抗炎活性，优于阳性对照罗格列酮和吲哚美辛，具有进一步研究开发的潜力。另外，一些类罗格列酮化合物还表现出潜在的抗肿瘤活性，进一步的研究也在进行中。. 系列化合物II，以恶唑烷酮替代噻唑烷二酮得到的系列化合物则表现出良好的革兰氏阳性菌抑制活性和抗炎活性，几个化合物的抗菌活性与临床使用的抗菌新药利奈唑胺相当，但新化合物具有舒张血管及抗炎活性，此方面的优势更胜于利奈唑胺。. 系列化合物III，以其它卤代呋喃酮、吡咯酮替代噻唑烷二酮的化合物也已合成得到。由于研究系列化合物的差异，一些合成的化合物活性还在研究评估之中。在原来设计的方案之外，考虑到小檗碱既具有抗菌活性又有PPARγ 激动剂活性，我们还设计合成了一系列小檗碱衍生物，尤其是一些小檗碱连卤代呋喃酮的化合物，进行了抗菌抗炎活性研究，也得到了一些有价值的结果。. 最后，我们也对合成的化合物的抗菌、抗炎活性进行了构效关系研究，发现卤代呋喃酮结构不仅表现出较好的抑菌、抑制细菌生物膜形成的活性，也是以PPARγ 为靶标的抗炎药物活性基团。因此，本研究为探索抗新型抗耐药菌感染的药物设计新思路和发现新药先导化合物打下了较好的基础。. 本项目迄今为止共发表学术论文7篇，其中SCI收录5篇，待发表论文2篇；申请发明专利1项；培养博士研究生1人，硕士研究生6人。