双环醇作用靶点研究及基于其骨架的新型治肝炎药物设计

双环醇为我国第一个拥有自主知识产权的治肝炎药物，已在全国广泛使用，但其作用靶点一直不明确。我们利用TarFisDock反式分子对接系统，发现双环醇与次黄嘌呤单磷酸脱氢酶（IMPDH）结合能力最强。IMPDH是鸟嘌呤核苷酸从头合成途径的限速酶，为免疫抑制剂、抗肝炎及抗肿瘤药等的重要作用靶点。我们前期实验也提示双环醇对IMPDH有抑制活性。基于上述背景，本项目第一部分，利用酶促反应、高效液相色谱及外周血单核细胞增殖实验深入研究双环醇对IMPDH酶的抑制作用。第二部分，在计算机模拟显示双环醇骨架结构可以作为IMPDH抑制剂的优势结构进行改造的基础上，研究IMPDH的活性中心，进行基于结构的药物分子设计，构建虚拟组合库，进行虚拟筛选，合成高分化合物并进行活性评价，有望发现新型IMPDH抑制剂用于肝炎等治疗。本课题原创性强，有前期研究基础，学科交叉合作，预期能取得良好的成果，有重要的理论和应用价值。

双环醇为我国第一个具有自主知识产权的治肝病药物，但其作用机制和靶点一直不明确。本课题的研究内容即为发掘双环醇的作用靶点及可能机制，同时研发基于双环醇骨架的新型治肝病药物。.本项目首先在TarFisDock反式分子对接系统显示双环醇与IMPDHⅡ有最强结合力、且前期研究亦提示IMDPHⅡ可能为双环醇作用靶点的基础上，深入分析了双环醇对IMDPHⅡ作为嘌呤核苷酸从头合成关键酶酶促活性的影响。结果显示，双环醇对IMDPHⅡ催化酶促反应仅有弱的调节作用。这与本项目立项时的假设不符。我们及时调整研究方案，在新研究方案的指导下获得了重要成果。我们的研究发现，双环醇可影响IMPDHⅡ的生物学活性，能够促进IMPDHⅡ进入脂阀,促进活化TLR2复合物对IMPDHⅡ的募集，进而对TLR2/NF-κB炎症通路发挥抑制作用。利用在肝脏炎症中起更主要作用的巨噬细胞进一步深入研究TLR/NF-κB炎症通路，结果显示，双环醇对细菌、内毒素等引起肝脏炎症的共同通路—TLR/NF-κB炎症通路具有明确的抑制活性，其能显著抑制多种因素刺激巨噬细胞导致的炎症因子释放。在pam3/TLR2刺激的巨噬细胞炎症反应中，双环醇能抑制TLR2表达，抑制PI3K表达，减少Akt、IKK、IκB的表达与磷酸化，进而抑制IκB降解，阻止NF-κB入核。在LPS/TLR4刺激的巨噬细胞中，双环醇抑制PI3K表达，对Akt、IKK的表达和磷酸化无明显影响，但仍显著促进IκB的表达，提示有其他因素参与了双环醇对IκB的调节。进一步的研究证实，双环醇对PPARγ具有明确促进表达作用，沉默PPARγ，IκB表达下降且双环醇抗炎活性部分恢复，双环醇对PPARγ的促进作用是其增加IκB表达进而抑制TLR4/NF-κB炎症通路的机制之一。对PPARγ作用的机制明确也促使我们发现了双环醇新的药理学活性-抗糖尿病作用，该发现已提交专利申请，有利于扩大双环醇的临床适应症。.在基于双环醇骨架的新型治肝病药物研究方面，通过分析双环醇结构和IMPDHⅡ晶体结构等开展的新型IMPDHⅡ抑制剂计算机辅助药物设计方面未获得良好结果，但基于双环醇骨架的水溶性新型治肝病药物研究获得重要进展：WLP-S-17有望成为新型双环醇骨架治肝病药物，其口服和注射给药在多个原因引起的肝损伤模型均显示显著保护活性，且起效剂量低、安全窗宽，该化合物及药理活性已申请专利。