新型多靶向抗阿尔茨海默病先导物的优化、合成与活性评价

Alzheimer's disease (AD) is a complex neurodegenerative process occurring in the central nervous system. At present，it is estimated that over 36 million people suffer from the disease Worldwide. There are only 5 drugs approved for AD therapy as single-target inhibitors . They have limited efficacy and can only be employed to alleviate the symptomatic treatment of AD. However, they can not address AD's etiology or the neurodegeneration has not been prevented. Thus，multi-target-directed legands(MTDLs) raises as a potentially more effective strategy for search for improved drugs of AD. Base on our preliminary research, four lead compounds were found with dual inhibitory activities of both AChE and BuChE.Among them, the lead DL0410 can also inhibit the aggregation of Aβ, block Aβ toxic effects for the neurovascular unit and improve learning and memory ability in AD mice. Regarding DL0410 as the lead, five approaches of structural modification of DL0410 are designed applying the principles of Medicinal Chemistry and drug design theory on the basis of our pre-preliminary structure-activity relationship. About 60-80 compounds will be designed , synthesized and evaluated their inhibitory activity of acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase and (or) Aβ aggregation using the MTDLs strategy. It will be helpful to find drug candidates of AD with activity increased at nano mole concentration in vitro and more better druggability in vivo. .

阿尔茨海默症(AD)是一种复杂的中枢神经系统退行性疾病，目前全球患者已超过3600万。临床上用于治疗AD的药物只有5个,均属于单靶点抑制剂。这类药物只能缓解AD的症状,不能从根本上改善疾病状态或终止疾病进程。"多靶点小分子"（MTDLs） 的设计策略已成为AD治疗药物研发的热点和趋势。本项目前期研究发现4个新结构类型的乙、丁酰胆碱酯酶双靶点抑制剂，其中DL0410兼具抑制Aβ聚集、阻断Aβ对神经血管单元的毒性作用，并能够提高AD小鼠的学习记忆能力。先导物DL0410具有自主知识产权，前期工作比较扎实。我们以DL0410为先导物，在前期初步构效关系基础上，利用药物化学原理及药物分子设计理论，设计了5个方案对其进行结构修饰，预计合成目标化合物60~80个，拟获得体外活性提高到纳摩尔级，体内活性更好，更具成药性的新型多靶点候选药物。

乙酰胆碱酯酶(AchE)抑制剂是目前确定的治疗AD 的最佳药物，但这类药物也只能延缓智力衰退的进程并减轻神经精神症状，不能治愈AD。近年来，“多靶点小分子”（MTDLs） 的设计策略已成为AD 治疗药物研发的热点和趋势。.本项目前期研究发现了4个新结构类型的乙、丁酰胆碱酯酶双靶点抑制剂，其中DL0410兼具抑制Aβ聚集、阻断Aβ对神经血管单元的毒性作用，并能够提高AD小鼠的学习记忆能力。本课题以DL0410为先导物，在前期初步构效关系基础上，完成了5个设计方案，共合成目标化合物80余个，所有化合物均经MS，HNMR，CNMR等进行了结构确证。所有化合进行了乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶活性评价和构效关系分析。结果显示：大部分化合物表现出了较好的的体外抑制活性，有三个化合物的体外抑制活性超过先导化合物DL0410。其中，活性最好的化合物WS0906072，其乙酰胆碱酯酶抑制活性达到0.031μM，优于阳性对照药多奈哌齐（0.176μM），比先导化合物的抑制乙酰胆碱酯酶的效果提高5倍。其丁酰胆碱抑制活性达到0.44μΜ。比先导化合物的抑制乙酰胆碱酯酶的效果提高5倍。其丁酰胆碱抑制活性达到0.44μΜ。而丁酰胆碱酯酶抑制活性提高4倍。为进一步探索化合物WS0906072与乙酰胆碱酯酶及丁酰胆碱酯酶的相互作用，利用Gold3.0.1软件包进行分子对接研究。按照研究计划，对WS0906072进行了体内药效学评价实验，利用Morris水迷宫方法评价化合物对双侧颈总结扎造成血管性痴呆的大鼠学习记忆行为学的变化，并取造模给药后大鼠脑子做免疫组化和电镜观察病变情况。结果表明，WS0906072（J0434）能够缩短2VO大鼠水迷宫实验的潜伏期，延长在目标象限的停留时间，增加穿越平台所在位置的次数，说明WS0906072能够改善2VO大鼠的学习记忆障碍。是一个很有前景的新型AD治疗候选药物，为发现具有我国自主知识产权的新型AD治疗药物打下基础。.同时，项目执行期间，参加国内学术交流会二次。发表相关学术论文2篇，申请专利3项，培养研究生5名。.另外，一个候选药物DL0410进入临床前研究，并获得“十二五”重大新药创制资金支持。