新型P2Y2受体拮抗剂的设计、合成与药理评价：基于AR-C118925的结构优化与构效关系研究

《European Journal of Medicinal Chemistry》：From Tetrazole to Isoquinolinone: Structure-Based Optimization and Late-Stage Diversification of AR-C118925-Derived P2Y 2 Receptor Antagonists

本研究针对P2Y2受体（P2Y2R）在炎症和癌症等疾病中的关键作用，设计并合成了一系列新型AR-C118925衍生物拮抗剂。通过系统性结构修饰和生物电子等排策略，研究人员获得了多个高活性、高选择性的化合物，其中化合物32g表现出纳摩尔级拮抗效力（pIC50 = 7.78 ± 0.13）、优异代谢稳定性和低细胞毒性，为开发口服可用P2Y2R靶向疗法提供了重要先导结构。

　　

嘌呤能信号通路在调控炎症反应、细胞增殖和癌症进展中发挥重要作用，其中P2Y₂受体（P2Y₂R）作为G蛋白偶联受体家族成员，因其在病理条件下的过度激活而成为治疗靶点。尽管先导化合物AR-C118925（1）显示出对P2Y₂R的拮抗活性，但其较低的代谢稳定性和口服生物利用度限制了临床转化。此外，现有拮抗剂普遍存在选择性不足和化学稳定性问题，尤其是光敏性降解现象未被充分认识。因此，开发具有优化药代动力学特征和稳定性的新型P2Y₂R拮抗剂成为迫切需求。

研究人员通过系统性结构修饰策略，以AR-C118925为起点，对其四唑环进行生物电子等排替换，并引入二苯并环庚烯骨架以增强刚性。他们设计合成了32个新型化合物，重点探索呋喃甲酰胺侧链的构效关系，旨在提高化合物对P2Y₂R的亲和力、选择性和代谢稳定性。研究团队采用计算机辅助分子对接分析预测化合物与受体的结合模式，通过体外钙流实验测定拮抗活性（pIC₅₀），并评估了对P2Y₁、P2Y₄、P2Y₆、P2Y₁₁、P2Y₁₂、P2Y₁₃和P2Y₁₄受体的选择性。此外，通过人肝微粒体孵育实验测定代谢稳定性，采用蛋白结合率实验评估药物分布特性，并利用1321N1和CHO细胞系进行细胞毒性测试。关键合成中间体和终产物均经核磁共振（NMR）、高分辨质谱（HR-MS）和高效液相色谱（HPLC）确证结构和纯度。

研究结果

1. 化学合成与结构表征

研究人员成功构建了以二苯并环庚烯为核心骨架的新型吡啶嘧啶二酮衍生物。关键中间体5-溴-2,4-二叔丁氧基嘧啶（3）与二苯并环庚烯酮经亲核加成得到叔醇中间体5，随后在三氟乙酸/三乙基硅烷条件下脱保护环化，得到关键前体6。通过Lawesson试剂将嘧啶二酮转化为硫代类似物9a，再经水解得到羧酸中间体9b。最后通过与不同胺类试剂缩合，生成目标酰胺衍生物（10-27c）。所有终产物均经光谱学确证，纯度≥95%。

2. 体外药理活性评价

化合物32g对P2Y₂R表现出最强拮抗活性（pIC₅₀ = 7.78 ± 0.13），比对P2Y₁、P2Y₄、P2Y₆、P2Y₁₁、P2Y₁₂、P2Y₁₃和P2Y₁₄受体的抑制活性均低于50%，显示优异选择性。结构分析表明：呋喃环2位甲酰胺的芳环取代基显著影响活性，苯并噻唑（18b）、吡啶（15c）和喹啉（27a）衍生物活性较高，而脂肪胺取代（12）活性降低。

3. 代谢稳定性与蛋白结合率

化合物32g在人肝微粒体中孵育1小时后剩余89.2%，显示高代谢稳定性。其血浆蛋白结合率达99.5%，提示可能具有长循环半衰期，但需关注游离药物浓度对药效的影响。

4. 细胞毒性评估

所有测试化合物（1、32b、32c、32d、32e和32g）在1321N1和CHO细胞中均呈现时间依赖性细胞毒性，48小时暴露时效应最显著。化合物32g在1μM浓度下细胞生长抑制率与AR-C118925相当，表明新型衍生物未引入额外毒性风险。

5. 光稳定性分析

研究首次发现AR-C118925及其衍生物在光照下易发生光降解，质谱分析证实硫原子氧化为亚砜结构。这一发现强调该类化合物需避光保存和处理。

结论与意义

本研究通过合理的结构优化，成功获得了一系列具有纳摩尔级活性、高选择性和优异代谢稳定性的P2Y₂R拮抗剂。化合物32g作为最具开发潜力的候选分子，不仅克服了先导化合物AR-C118925的稳定性缺陷，还展现出良好的类药特性。研究首次报道了P2Y₂R拮抗剂的光敏性问题，为后续制剂开发提供了关键指导。该系列化合物为治疗P2Y₂R介导的炎症性疾病、癌症和纤维化提供了新型工具分子和药物先导结构，发表于《European Journal of Medicinal Chemistry》的这项研究标志着嘌呤能受体靶向药物开发的重要进展。