苦参酸类活性小分子探针的化学构建及其全新抗HCV机制第一靶标的探索

Our innovative N-p-methoxymatrinic acid (DM122) was an ideal anti-HCV candidate bearing a novel structure skeleton and novel action of mode, it played a part in down-regulating the host hepatic heat stress connate 70 (Hsc 70) gene expression in host liver cell and thus had the advantages of being rarely drug-resistant and highly safe. However, its primary target protein and chemical biology mechanism were still unknown. Based on these original work, focused on the novel anti-HCV mechanism of DM122, two classes of DM122 probe molecules tagged by biotin and rhodamine B respectively will be designed and optimized in the titled project, and the active probe molecules that can specifically down-regulate Hsc 70 expression will be selected out. Next, these target probes will be applied as chemical tools to carry out a whole study of the labeling, separation, purification, identification and verification of DM122's anti-HCV first target, so as to find out a novel anti-HCV target protein. The anti-HCV drugs targeted on the gained protein are unlikely to induce drug-resistance, thus will surely meet the need of a long-term treatment of HCV. Moreover, the study will illustrate DM122's anti-HCV chemical biology mechanism and finally complete its whole anti-HCV study. The study provides a new strategy in overcoming anti-HCV drug resistance fundamentally, and will bring China's innovative anti-HCV drug to reach the frontier of the world.

我们自主创新对甲氧苄苦参酸(DM122)是一全新结构、全新机理的抗HCV候选物，通过下调宿主肝细胞热休克应急蛋白 70（Hsc70）的基因表达而发挥作用，具有不易诱导耐药、安全性高等多个优势。但其抗HCV第一靶标以及化学生物学机制等尚不清楚。 本项目拟在一系列原创性工作基础上，针对DM122全新抗HCV机制，通过生物素亲和标记、罗丹明B荧光标记的两类DM122探针分子的结构修饰与优化，优选出特异性下调Hsc70表达的活性探针分子。并以此目标探针为化学工具，进行DM122抗HCV第一靶的标记、分离、纯化、鉴别及确认等研究，以期获得抗HCV药物全新药物靶点。以此为靶点抗HCV药物具有不易诱导耐药的优势，尤其适宜于HCV患者长期服用。进而阐明 DM122抗HCV化学生物学机制，完成其抗HCV整体研究，从根本上克服抗 HCV 药物耐药难题提供全新策略，使我国抗HCV创新药物研究跨入世界前沿。

我们自主创新的喹诺里西啶生物碱—对甲氧苄苦参酸（DM122）是一全新结构、全新机理的抗HCV候选物，主要通过下调宿主肝细胞热休克应急蛋白 70（Hsc70）的基因表达而发挥作用，具有不易诱导耐药、安全性高等多个优势，是一个理想的先导物。 .本项目在此完全原创性工作基础上，以DM122 为先导物，以抗HCV为活性导向，主要针对其结构中12N取代基、11位侧链、母核等结构片段开展了较为系统的结构修饰与优化，共合成了百余个全新结构的喹诺里西啶生物碱类化合物，由此构建了一个全新结构的抗HCV喹诺里西啶类似物储备库，阐明了抗HCV构效关系，结果显示：1）苦参酸甲酯和苦参醇化合物普遍具有较高的抗HCV活性，但是药代稳定性较差；2）在苦豆碱的12位N侧链上引入磺酰基有利于保留抗HCV活性，降低细胞毒性；3）将苦参母核替换为苦豆碱母核活性保留，说明苦参与苦豆碱母核均为活性必需。通过首轮活性筛选，有近50个化合物的活性与DM122相当或提高。通过初步成药性评价，包括小鼠急性毒性试验以及大鼠主要药代动力学参数测定，获得了代表性化合物N-KD-53, 其活性较DM122提高6.2倍，LD50值均大于1000 mg/kg，Cmax值为1.37μM, AUC值为7.6 μM•h，具有良好的成药性。N-KD-53在蛋白水平上对急慢性HCV感染均有效，对耐药HCV病毒株有效，提示其具有独特的抗HCV作用机制。N-KD-53作用于病毒进入期，其活性不受病毒载量的限制，提示其极有可能作用于宿主蛋白成分。N-KD-53与现有直接抗病毒药物联合用药，起到了显著的协同作用，具有潜在应用前景，是一个较理想的源头创新的抗HCV候选化合物。.该项目的研究内容荣获2016年度中国药学会科学进步二等奖、中国药学会药学大会论文报告二等奖；发表SCI论文4篇；获得中国发明专利授权2项；参加国际抗病毒药物以及药物化学学术会议2次。