新型PDE2抑制剂2,4,5,6-四氢-7H-吡唑并[3,4-c]吡啶-7-酮衍生物的发现及其阿尔茨海默病治疗潜力

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Discovery of novel 2,4,5,6-tetrahydro-7 H-pyrazolo[3,4-c]pyridine-7-one derivatives as PDE2 inhibitors with Alzheimer's disease therapeutic potential

本文报道了基于2,4,5,6-四氢-7H-吡唑并[3,4-c]吡啶-7-酮骨架的新型PDE2（磷酸二酯酶2）抑制剂的开发。通过结构优化获得的化合物14c展现出优异抑制活性（IC50=0.6 μM）、良好药代性质（t1/2=4.4 h, F%=95.66%）及神经保护作用，其机制涉及PKA/CREB/BDNF通路调控，为阿尔茨海默病的疾病修饰治疗带来新希望。

　　

设计策略

在前期研究中，基于分子动力学的高通量虚拟筛选方法发现了化合物(R)-15h，其表现出中等的PDE2抑制活性。然而，其进一步开发受限于欠佳的水溶性和较差的代谢稳定性。PDE2-(R)-15h的分子对接显示，二氢吡喃并吡唑的氰基穿透Q口袋形成氢键，而4-三氟甲基苄氧基侧链占据H口袋。

结论

PDE2因其在海马体和前额叶皮层微环路中调节神经元可塑性和突触稳态的关键作用，成为AD的一个有前景的治疗靶点。基于前期工作，通过三轮基于结构的设计、合成和生物筛选，发现了一系列新型的2,4,5,6-四氢-7H-吡唑并[3,4-c]吡啶-7-酮基PDE2抑制剂。此外，共结晶研究阐明了这些化合物与PDE2酶活性位点的结合模式。其中，化合物14c被鉴定为一种有效的PDE2抑制剂，具有良好的体外效价、选择性和优异的类药性质（包括水溶性和药代动力学特征）。在冈田酸诱导的AD小鼠模型中，14c显著改善了记忆缺陷和认知障碍。机制研究表明，其神经保护作用是通过激活PKA/CREB/BDNF信号通路介导的。这些发现代表了在开发具有良好类药性质的PDE2抑制剂方面取得的重大进展，并为其在AD中的治疗应用奠定了坚实基础。

化学

通用方法。 ¹H NMR和¹³C NMR谱图分别在Bruker Avance III 400谱仪上记录。硅胶薄层色谱在预涂布GF-254板上进行。化合物纯度（>95%）通过HPLC系统（LC-2030 Plus, 日本）分析，使用C18色谱柱，溶剂系统为乙腈/去离子水=80/20，v/v，检测波长254 nm；流速=0.8 mL/min。

中间体(3a-3f)制备通用方法

在100 mL梨形瓶中，将2-羟基-5-甲氧基苯甲醛(1)（5 mmol）溶解于...

行为学测试

旷场实验用于评估小鼠的自主活动行为。一个灰色方形场地（60 x 60 x 30 cm）被细分为4个独立区域（30 x 30 x 30 cm）。每次测试后，使用70%乙醇溶液清洁场地。将小鼠放入场地中心，让其自由活动10分钟。记录每只小鼠在场地中心的时间和站立次数，作为自主活动行为的衡量指标。

在新物体识别测试期间，将小鼠分别放入每个独立场地的中心。两个...