基于苦豆碱骨架的桥环衍生物抗埃博拉病毒的化学基础及作用机制研究

The outbreak of Ebola virus (EBOV) infectious disease happens frequently. Aloperine derivative KD18 which is innovative and bearing unique bridge-ring skeleton exhibited good anti-EBOV activity in vitro and in vivo, and it is shown that the lysosomes of host cell might be the target of drug action..On the one hand, based on a series of original work, this project will take KD18 as the leading compound and anti-EBOV activity as the guidance, systematic modification and optimization will be carried out on different structure fragments, more than 100 new derivatives are going to be designed and synthesized to elucidate the structure-activity relationship. This project will also enrich and develop endocyclic chemistry and its structural type. Through the comprehensive evaluations of preliminary pharmacokinetics, safety and pharmaceutical characters, 1-2 candidates with wide therapeutic window and good druggability will be selected for the further development. This candidate has an advantage of broad-spectrum anti-EBOV activity, and provides strategic material for the emergency response and prevention on EBOV infectious diseases. On the other hand, KD18 will be taken as the probe to explore its target and mechanism of action and clarify the mechanism of chemical biology. Furthermore, this project will complete the overall framework of chemistry and chemical biology research on their anti-EBOV activities. This project might greatly enhance our ability on innovative anti-virus drug development, and make our anti-virus research on natural products into the forefront of the world.

埃博拉病毒（EBOV）引起的传染性疾病时有暴发。我们自主创新、独特桥环骨架的苦豆碱衍生物KD18在体内、体外均显示良好抗EBOV活性，初步作用机制显示其靶点在宿主细胞的溶酶体内。.本项目拟在一系列原创性工作基础上，一方面，以KD18为先导物，以抗EBOV活性为导向，针对分子中多个结构片断开展较为系统的结构修饰与优化，累计合成100余个的全新桥环类衍生物，阐明构效关系；扩充与拓展桥环化学与桥环物类型。通过体内药效、药代以及安全性等综合性评价，优选出治疗窗口宽、成药性高的候选物1-2个。此候选物具有广谱抗EBOV优势，为EBOV突发传染性疾病暴发的应急与防控做好战略物质储备。另一方面，以KD18或标记的活性分子为探针，探讨与寻找其作用靶标与结合模式，阐明作用机制，进而完成其抗EBOV的化学及化学生物学整体研究。以此丰富与发展桥环生物碱的抗病毒药用功能，使我国天然产物创新药物研究跨入世界前沿。

高致病烈性埃博拉病毒（EBOV）引起的传染性疾病时有暴发，成为全球传染性疾病，但尚未有效的药物用于患者。为此，我们成功构建了以EBOV-GP蛋白及HIV外壳组成的假病毒筛选模型以及相应的动物药效评价体系，从我国生物碱天然产物中寻找全新抗EBOV候选化合物。.本项目以抗EBOV活性为导向，在前期工作基础上，针对苦豆碱/苦参碱分子中多个结构片断开展较为系统的结构修饰与优化，累计合成100余个的全新喹诺里西啶类衍生物，全面阐明了其构效关系，丰富与拓展了此类结构的化学类型。初步构效关系分析表明，12-位氯苯基对抗EBOV有利。本项目在保留氯苯基活性片段的基础上，将母核结构分别改变为三环苦参碱、槐果碱及槐定碱骨架，并进行了体外抗EBOV活性评价，结果表明：1）在三环苦参骨架的12位引入氯苯基，抗EBOV活性保持。2）5位构型（三环槐定骨架）改变对活性影响较小，但此类化合物显示较大的细胞毒性。3）3,4-二氯苄基是最佳药效团。.重点化合物12N-3′, 4′-二氯苄基苦豆碱（2e）显示出最强的体外抗EBOV活性，其抗EBOV的EC50为4.8μM, SI值高于41.7。药代动力学研究和体内安全性研究结果显示其具有较高的成药性特征。体内抗EBOV和MARV药效学研究显示，化合物2e对EBOV的体内抑制率为58%，对MARV的体内抑制率为45%，优于阳性对照药物舍曲林。作用机制研究结果显示，2e作用于病毒进入的晚期，可能是作用于宿主细胞Cat B而发挥抗EBOV作用。另一重点化合物12N-3′, 4′-二氯苄基苦参甲酯（7d）也显示出较好的活性，其对EBOV病毒的体外IC50为5.29μM，SI大于37.8。体内抗EBOV及MARV药效学评价结果显示，化合物7d对EBOV和MARV的体内抑制率分别为67%和51%。结果提示，喹诺里西啶类化合物具有较好的广谱抗丝状病毒特点，与阳性药舍曲林的作用机制明显不同，可能具有全新的作用机制。.本项目共发表3篇SCI论文，授权专利1项，省部级二等奖1项。