基于血吸虫防治活性的小分子荧光探针的设计与合成及其应用

Schistosomiasis is one of the major parasitic disease and remains a serious public health problem in China today. Praziquantel as the only drug to schistosomiasis, its mechanism of action remains unknown, and which is poor effective against the immature worms，and its increasingly widespread use fuels concerns about drug resistance developing. Therefore, the aims of this project is based on the antischistosomal activity of drug design and synthesis fluorescent probes and study on their mechanisms，and further screening antischistosomal new drugs screening. First, design and synthesis high specificity and low toxicity fluorescent probes of antischistosomal drugs. Second, research the mechanisms and the distributions of antischistosomal drugs by fluorescent probe technology. Third, design and synthesis of NO donor-praziquantel moleculars and their fluorescent probes, assess their activities and study their role of mechanisms by fluorescent probe technology. We hope through these studies to identify new mechanisms of action of schistosomiasis drug, and find one to two NO donor-praziquantel candidates drug against against both immature and adult schistosomiasis.

目前，血吸虫病仍然是严重影响我国人民身体健康的重大传染病之一。吡喹酮作为惟一的抗血吸虫药物，迄今其确切作用机制尚未被阐明，而且基本对血吸虫童虫无效。随着吡喹酮被广泛持久和反复使用，其耐药性和反复感染等问题已引起人们的担忧。因此，本项目的目的是基于血吸虫防治活性药物分子设计合成荧光探针，阐明药物作用机制，筛选新型血吸虫防治药物。包括3方面研究：1.设计合成高特异性低毒的血吸虫防治药物荧光探针；2.利用荧光探针技术研究血吸虫防治药物的确切作用方式和作用机制；3.设计合成血吸虫防治药物NO供体-吡喹酮分子，评价其抗血吸虫活性，利用荧光探针技术探讨其作用机制。通过这些研究阐明血吸虫防治药物的作用机制，筛选出1-2个具有抗血吸虫成虫和童虫作用的NO供体-吡喹酮候选药物。

日本血吸虫是一种严重影响我国人民身体健康的重大疾病之一。吡喹酮（PZQ）作为惟一的抗血吸虫药物，被广泛持久和反复使用，其耐药性和反复感染等问题已引起人们的担忧。一氧化氮（NO）作为ROS明星分子，具有抗血吸虫作用。因此，本项目在前期工作基础上，设计合成2类外源性NO供体类血吸虫防治药物，评价其释放NO能力和抗血吸虫活性，观察药物对虫体结构影响，设计合成其荧光探针，阐明其作用机制。（1）合成了8个噁二唑-2-氧类NO供体化合物，筛选出2个化合物1d和1h 的抗血吸虫活性与PZQ相当。化合物释放NO能力和取代基亲电性对其抗血吸虫活性具有显著影响。它们对血吸虫主要药物靶标酶TGR具有明显的抑制作用。进一步，显微观察和荧光探针成像结果表明该类化合物主要是通过在虫体体表发生抗血吸虫作用。（2）合成了以抗血吸虫药物吡喹酮为导向分子的二价NO供体化合物吡喹酮-硝酸酯和吡喹胺-硝酸酯，其中2a 的抗血吸虫活性最好，特别是在低浓度下活性高于PZQ，且在400nM下可完全抑制TGR活性。构效关系表明，二价NO供体释放NO能力和共价柔性链结构与长度对抗血吸虫活性和抑制TGR能力具有显著影响。对以上结果深入分析发现，NO具有双重功能，低浓度的提高NO水平（弱的氧化应激），“增强”了血吸虫的生存，高浓度的提高NO水平（强的氧化应激），有助于“杀死”血吸虫。这些结果表明外源性NO供体是良好的抗血吸虫药物，为发展新型抗血吸虫药物提供了一定的基础数据。