新型COX-2选择性抑制剂龙胆苦苷衍生物的设计、合成及抗炎作用研究

Owing to the current state of adverse cardiovascular events of COXIBs, searching effective and safe COX-2 selective inhibitors from natural products is a research hotspot. In our previous studies, gentiopicroside could inhibit the activity of COX-2 by COX-2/PGE2 anti-inflammatory pathway in vitro, which is valuable for intensive research as selective suppressant of COX-2. It also has shown good anti-inflammatory effect and little adverse reaction in vivo. Hereby, gentiopicroside can be used as potential leading molecule for novel COX-2 selective inhibitors discovery and development. According to the mechanism of COX-2 inhibitors action, a number of novel gentiopicroside derivatives are designed and synthesized by employing chemical methods. Anti-inflammatory activity and selective inhibitory effect of derivatives were evaluated by model of the ear swelling in mice and screening test of COX-1/COX-2. 3D-QSAR equations and pharmacophore models were obtained using SybyL program, which will guide the synthesis of derivatives. Effective and safe COX-2 selective inhibitors will be screened out by comprehensive analyzing the anti-inflammatory activity, selective inhibitory effect and side effect of them. The study will be very helpful for the design and development of novel effective and safe COX-2 selective inhibitors in drug field. It is also significant for exploitation and utilization of Chinese Medicinal Resources in Gansu Province.

针对第二代非甾体抗炎药物（COXIBs）在临床上发生的心血管不良事件，从天然产物中发现安全有效的新型COX-2选择性抑制剂成为本领域研究热点。我们前期研究发现COX-2为龙胆苦苷的抗炎作用靶点，其体内外抗炎活性良好且不良反应小，可作为新型COX-2抑制剂先导分子进一步研究。基于COX-2选择性抑制剂的作用机理，我们拟以龙胆苦苷为先导化合物，设计合成一系列龙胆苦苷衍生物，通过COX-1/COX-2选择性筛选试验，结合小鼠耳肿胀动物炎症模型，评价衍生物对COX-2的选择性抑制作用及抗炎活性，并运用SybyL软件研究构效关系，建立药效团模型，指导合成系列活性化合物。通过综合评价其抗炎活性、选择性及毒副作用，筛选出安全有效的新型COX-2选择性抑制剂。该研究将为安全有效的新型COX-2选择性抑制药物的发现提供科学依据，对甘肃中药资源的开发利用具有重要意义。

龙胆苦苷（Gentiopicroside,GPS）是一种天然的COX-2选择性抑制剂，为提高其对COX-2的选择性抑制作用，本课题严格按照项目计划书的方案展开了以下研究：.1.GPS的提取分离及结构鉴定：课题组通过实验摸索出一种简便、可行的新技术，得到纯度较高的GPS单体化合物：将经低温干燥的黄管秦艽药材粉碎成粗粉，以10倍量丙酮回流提取3h，过滤，滤液加活性炭趁热抽滤，减压回收溶剂，重结晶后即得。该方法为本课题的顺利开展提供了较为充足的原料。.2.新型GPS系列衍生物的合成：课题组通过引入醛、酮、酰氯及乙酰基等疏水基团对GPS中糖片段进行修饰以增强其脂溶性，分别得到了26个缩醛衍生物，1个缩酮衍生物，23个酰氯衍生物及四乙酰龙胆苦苷，并采用现代波谱技术对其结构进行了表征。.3.体内抗炎活性评价：基于小鼠耳肿胀模型测定了新型GPS系列衍生物的抗炎活性，结果表明多数衍生物的抗炎活性优于母体化合物，其中衍生物P23、PL-2、PL-7、PL-8、PL-15及PL-21的抗炎活性优于阳性对照药塞来昔布。.4.与炎症靶点分子对接实验：以对接分数及化学键能为评价指标考察衍生物与炎症靶点COX-2的结合性能，结果表明衍生物P14、P23、PL-1、PL-2及PL-23与COX-2的结合能力较母体化合物得到了提高。.5.体外抗炎活性及对COX-1/COX-2的选择性抑制作用：以LPS诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7为炎症模型，通过抑制NO及炎症因子TNF-α、IL-6、PGE2、COX-2的释放考察衍生物的抗炎活性，结果表明衍生物P23、P26、PL-2、PL-3、PL-22及PL-23的体外抗炎活性优于母体化合物。通过选择性抑制实验发现，相较于炎症靶点COX-1，P14、P23等衍生物对COX-2具有良好的选择性抑制作用，该结果与体内、外抗炎实验结果较为一致。.6.毒副作用评价：通过体内、外实验考察衍生物对实验动物及巨噬细胞RAW264.7的毒副作用。结果表明本课题设计、合成得到的新型GPS系列衍生物在产生对COX-2选择性抑制作用的同时无明显的毒副作用。.本课题筛选得到了对COX-2具有较好选择性抑制作用的化合物，为合理开发利用龙胆苦苷这一抗炎活性物质，寻求安全有效的新型COX-2选择性抑制药物提供科学依据。