岩藻聚糖硫酸酯多样性库的构建与抗凝活性评价：靶向内源性凝血通路的新型安全抗凝剂开发

为解决天然岩藻聚糖结构异质性导致的构效关系不明确问题，北京大学等机构研究人员通过预活化一锅法糖基化策略，高效合成58种结构明确的岩藻聚糖硫酸酯（2-12糖），系统评价其抗凝活性。研究发现化合物29、30、37和58能选择性延长APTT（活化部分凝血活酶时间）而不影响PT（凝血酶原时间）和TT（凝血酶时间），通过特异性抑制内源性凝血因子Xase（iFXase）实现高效安全抗凝，为心血管疾病治疗提供新策略。

　　

心血管疾病是全球死亡的首要原因，而血栓形成是其核心病理机制。尽管肝素和华法林等传统抗凝药物广泛应用，但它们通过抑制共同凝血途径中的凝血因子Xa（FXa）和凝血酶（FIIa）发挥作用，存在较高的出血风险。近年来，研究发现内源性凝血通路在血栓扩展中起关键作用，但对正常止血影响较小，因此靶向该通路有望开发更安全的抗凝剂。岩藻聚糖硫酸酯（fucoidan）作为褐藻来源的硫酸化多糖，虽展现抗凝潜力，但天然提取物的结构复杂性和异质性严重阻碍了其构效关系研究和药物开发。

为突破这一瓶颈，北京大学药学院的研究团队通过化学合成构建了结构明确的岩藻聚糖硫酸酯库，相关成果发表于《Nature Communications》。该研究采用预活化一锅法糖基化（preactivation-based one-pot glycosylation）策略，高效合成了58种从二糖到十二糖的岩藻聚糖衍生物，涵盖A型（α-1,3连接）和B型（交替α-1,3/α-1,4连接）两类骨架，并引入2,3-双硫酸化、3,4-双硫酸化和2,3,4-三硫酸化三种修饰模式。关键技术包括：1）基于硫代甲苯苷（STol）供体的立体选择性糖基化；2）苯甲酰基（Bz）远程参与控制α-1,2顺式糖苷键形成；3）正交保护基（PMB/TBS）介导的后期选择性硫酸化；4）通过APTT、PT、TT和iFXase抑制实验评估抗凝活性。

化学结构与合成策略
研究设计了22种糖链前体，通过单糖砌块（如化合物59-63）的模块化组装实现高效合成。关键突破在于：1）采用p-TolSCl/AgOTf催化体系实现α-1,3连接（收率91%）和α-1,4连接（收率93%）的高效构建；2）四糖（如72）通过一锅四组分反应以73%收率获得；3）最大合成难度在于十二糖（96）的60%收率组装。

抗凝活性评价
APTT实验显示：1）2,3,4-三硫酸化修饰显著增强A型岩藻聚糖活性（如29使APTT延长12倍）；2）B型化合物中2,3-双硫酸化（如37）和2,3,4-三硫酸化（如58）效果最佳；3）分子量增大可提升活性（EC_2.0x值：29为13.6 μg/mL，媲美依诺肝素7.0 μg/mL）。机制研究表明，活性化合物（29/30/37/58）特异性抑制iFXase（IC₅₀ 7.4-28.8 ng/mL），但不依赖抗凝血酶（AT）抑制FXa/FIIa（IC₅₀ >5000 ng/mL），这与肝素类药物作用机制截然不同。

讨论与意义
该研究创建了迄今最系统的岩藻聚糖硫酸酯库（58种），首次阐明分子大小、糖苷键连接方式和硫酸化模式对抗凝活性的协同影响。选择性抑制内源性凝血通路的特点使其出血风险显著低于现有药物，尤其适合需长期抗凝的静脉血栓患者。分子对接模拟揭示化合物37通过独特空间构象与FIXa（iFXase关键组分）结合，为后续结构优化提供依据。这项研究不仅推动了糖类药物设计理论发展，也为心血管疾病治疗提供了更安全的候选分子。