神经生长因子NGF对神经细胞的生理功能具有重要调节作用,利用NGF治疗老年痴呆具有应用前景。由于NGF是大分子等原因不能通过血脑屏障限制了其应用,因此,寻找具有类似NGF(NGF mimics)活性的小分子化合物就成为研究热点。对中药龙胆进行活性追踪分离,发现了十二个具有显著活性的苯甲酸脂类新化合物,命名为gentisides,是一种新结构类型的NGF mimics活性分子。在天然及合成化合物构效关系研究的基础上确定天然产物gentiside C为苗头化合物。本项目将在gentiside C结构的基础上,利用生物电子等排、药效团迁越、类药性等理性药物设计原理,通过改变苯环上取代基、用芳杂环取代苯环、改变芳环与脂肪链的连接基团、调整脂肪链的饱和度等策略,设计合成系列衍生物,测定其活性,进一步研究构效关系,并进行体外毒性评价,确定活性先导化合物,阐明先导化合物在细胞分子水平的作用机理。
ABG-001;Alzheimer's disease;Gentiana rigescens;NGF mimics;lead compound
为了寻找具有拟神经生长因子NGF活性的小分子化合物(NGF mimics),对中药龙胆进行活性追踪分离,发现了十一个具有显著活性的苯甲酸酯类新化合物,命名为gentisides A-K,是一种新结构类型的NGF mimics活性分子,并确定了gentiside C为苗头化合物。在gentiside C结构的基础上,我们利用生物电子等排、药效团迁越、类药性等理性药物设计原理,通过改变苯环上取代基、芳环与脂肪链的连接基团、脂肪链的长度和饱和度、末端基团性质等策略,设计、合成了150余个共7个系列衍生物。通过对所合成化合物的体外PC12细胞活性测试,得出了重要的构效关系烷基链长短、苯环上羟基及羟基的位置和个数、苯环与烷基链的连接方式、链末端的基团等都对活性有重要影响。其中,苯环上含有两个或两个以上相邻羟基是活性必须;苯环与烷基链通过酯键连接明显优于酰胺键、硫酯键、醚键或酮键等;脂肪链末端基团的性质对活性也有较大影响等。发现2,3-二羟基苯甲酸十四酯的活性最好,毒性最低,且其合成方法简单、原料易得,活性浓度范围广;因此,将其确定为先导化合物,并命名为ABG-001。在确定先导化合物ABG-001后,进一步在细胞水平研究ABG-001的NGF mimics活性的作用机理。我们利用与PC12细胞神经突起伸长信号传递途径相关的特异性蛋白抑制剂对ABG-001的作用靶点和信号传递途径进行了筛选,并利用蛋白免疫印迹和siRNA干扰技术对筛选的结果进行了进一步的确认。结果表明ABG-001可能通过IGF-1R/PI3K/Akt/MAPK/ERK/CREB和PKC信号通路引起PC12细胞神经突起伸长,但ABG-001并不与TrkA、PLCγ和胰岛素受体和G蛋白偶联受体(GPCR)结合。为确定ABG-001在生物体内的神经营养作用,验证其用于防治老年痴呆症的可能性,本项目对ABG-001的体内功能进行了研究。对成年的小鼠进行ABG-001(5 mg/kg)口服给药5天和31天后,对小鼠的脑切片进行免疫荧光染色和观察。发现ABG-001(5 mg/kg)给药5天的小鼠其新生神经细胞的数量有显著的增加,ABG-001(5 mg/kg)给药31天的小鼠其成熟神经元的数量同样有显著增加。该结果证实了ABG-001的神经营养功能。