Morpholino/pyrrolidino-sulfonyl-indole thiosemicarbazones对神经母细胞瘤和胆碱酯酶的双重靶向作用：合成、表征、酶抑制、细胞毒性、对接及动力学研究

《Bioorganic Chemistry》：Dual targeting of neuroblastoma and cholinesterase by morpholino/pyrrolidino-sulfonyl-indole thiosemicarbazones: Synthesis, characterization, enzyme inhibition, cytotoxicity, docking and dynamics studies

合成并测试了20种新型形态oline/吡咯啉-磺酰基吲哚硫酮亚胺化合物，发现6h和7h对胆碱酯酶（AChE/BChE）抑制活性最强（IC50 0.15/0.12 μM），且对神经母细胞瘤细胞（IC50 3.8/4.2 μM）有显著毒性，选择指数分别为126和60。分子对接和MM-GBSA显示高亲和力（-8.7至-9.3 kcal/mol），关键残基相互作用稳定复合物。

　　本研究聚焦于开发新型的药物分子，旨在解决两种重要的疾病：神经母细胞瘤和神经退行性疾病。通过合成和测试20种新型的含吗啉/吡咯烷基磺酰基吲哚硫代氨基脲衍生物（编号为6a-j和7a-j），研究者希望找到同时具有抗肿瘤和胆碱酯酶抑制作用的多功能药物。这些化合物在实验中表现出显著的活性，尤其是在抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）和丁酰胆碱酯酶（BChE）方面，其半数抑制浓度（IC50）值分别低至0.15 μM和0.12 μM，远超现有的参考药物如他克林和加兰他敏。此外，这些化合物在对抗SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞时也显示出良好的细胞毒性，IC50值分别为3.8 μM和4.2 μM，同时在正常成纤维细胞中表现出较高的选择性指数（分别为126和60），这表明它们具有潜在的治疗价值。

胆碱酯酶是神经递质乙酰胆碱在突触间隙中被水解的关键酶，其活性调节着胆碱能神经传递的过程。在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中，胆碱酯酶的过度活跃会导致乙酰胆碱水平下降，从而影响认知功能。因此，抑制胆碱酯酶被认为是治疗这类疾病的一种有效策略。然而，除了神经退行性疾病之外，胆碱酯酶抑制剂也显示出在治疗其他疾病中的潜力，如重症肌无力、青光眼以及某些中毒情况。最近的研究还发现，胆碱酯酶活性与肿瘤的进展和免疫调节之间存在一定的联系，这进一步拓展了其在癌症治疗中的应用前景。

神经母细胞瘤是一种主要影响儿童的实体瘤，通常发生在五岁以内的婴幼儿群体中。这种疾病源于交感神经系统组织，占儿童癌症的7%-10%，并且在儿童癌症死亡中占约15%。神经母细胞瘤的临床表现差异较大，从自然消退到侵袭性强、易转移的恶性形式都有可能。高危病例通常在晚期被诊断出来，即使采用多模式的治疗方法，治疗效果也较为有限。因此，寻找新的治疗策略对于改善神经母细胞瘤的预后具有重要意义。

近年来，硫代氨基脲类化合物因其广泛的生物活性而受到关注，包括抗肿瘤、抗菌和酶抑制作用。这些化合物能够螯合金属，从而干扰关键酶的活性并促进细胞凋亡，这使其成为多种疾病治疗中的潜在药物候选者。吗啉、吡咯烷、磺酰胺和吲哚是已知的药效团，它们各自具有不同的特性。例如，吗啉可以增强化合物的溶解性和药代动力学性质，磺酰胺则具有抗菌和酶抑制作用，而吲哚能够提供强效的靶向作用。将这些药效团结合到一个单一的杂合分子中，可能会产生协同效应，提高选择性和治疗潜力，特别是在癌症和神经退行性疾病等复杂疾病中。

此外，腙类衍生物因其与硫代氨基脲类化合物相似的结构特征（C=N（亚胺）键）而也引起了广泛的研究兴趣。这种结构特征通常赋予腙类化合物类似的金属螯合和酶抑制能力，从而支持了硫代氨基脲类化合物在药理学中的重要性。因此，开发结合多种药效团的杂合分子，不仅是提高药物活性的一种方法，也是增强其在治疗复杂疾病中的潜力。

本研究采用了一种系统的方法，首先合成20种新型的含吗啉/吡咯烷基磺酰基吲哚硫代氨基脲衍生物，随后通过核磁共振（NMR）、高分辨质谱（HRMS）和红外光谱（IR）等技术对这些化合物进行表征。研究者进一步测试了这些化合物对神经母细胞瘤和胆碱酯酶的生物活性，包括其对SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞和健康细胞的细胞毒性作用，以及对AChE和BChE的抑制效果。通过酶动力学分析，研究者评估了这些化合物对酶活性的抑制程度。同时，研究还采用了分子对接、分子动力学模拟和ADMET预测等方法，以分析这些化合物与靶标蛋白的结合能力、结构稳定性以及药代动力学特性。这些方法的应用有助于识别具有多功能治疗潜力的药物候选者。

研究发现，化合物6h和7h在抑制AChE和BChE方面表现出最佳效果。分子对接和MM-GBSA分析显示，这些化合物与靶标蛋白的结合能力较强，其对接得分在-8.7到-9.3 kcal/mol之间，而结合自由能（ΔG bind）则在-55到-62 kcal/mol之间。这些数值表明，化合物6h和7h能够与胆碱酯酶形成稳定的相互作用，包括氢键和π-π堆积等作用。进一步的分子动力学模拟显示，这些化合物在250 ns的时间范围内保持了较高的结构稳定性，其均方根偏差（RMSD）和均方根波动（RMSF）值均较低，这表明它们能够维持与靶标蛋白的稳定结合状态。

此外，研究还揭示了这些化合物在治疗神经母细胞瘤和神经退行性疾病中的潜在价值。通过分析这些化合物在细胞水平上的活性，研究者发现它们不仅能够有效抑制胆碱酯酶，还能对神经母细胞瘤细胞产生显著的细胞毒性作用。这种双重作用使得它们成为治疗这两种疾病的重要候选药物。同时，研究还指出，这些化合物在正常细胞中表现出较高的选择性指数，这表明它们可能在治疗疾病时减少对健康组织的副作用。

为了进一步探索这些化合物的生物活性，研究者还进行了药代动力学分析。通过ADMET预测，研究者评估了这些化合物在体内的吸收、分布、代谢和排泄特性。结果表明，这些化合物在体内的生物利用度较高，且具有良好的代谢稳定性。这些特性使得它们在体内能够发挥更持久的治疗作用，从而提高其临床应用的可能性。

综上所述，本研究通过合成和表征20种新型的含吗啉/吡咯烷基磺酰基吲哚硫代氨基脲衍生物，结合多种实验方法，评估了这些化合物在治疗神经母细胞瘤和神经退行性疾病中的潜力。研究发现，化合物6h和7h在抑制胆碱酯酶和对抗神经母细胞瘤细胞方面表现出最佳效果，同时在正常细胞中表现出较高的选择性指数。这些结果不仅支持了这些化合物在治疗疾病中的潜力，也为开发新型多功能药物提供了重要的研究基础。