含多氮化合物作为多靶点SEH/FAAH抑制剂：结构-活性关系及药理学研究

《Bioorganic & Medicinal Chemistry》：Polynitrogen-containing compounds as multi-target sEH/FAAH inhibitors: Structure-activity relationship and pHarmacological studies

本研究设计并合成了18个含吡啶、喹啉及四唑环的化合物，探索它们对sEH和FAAH的抑制活性。其中，化合物4m表现出极强抑制效果，对FAAH的IC50为2.9 nM，对sEH的IC50分别为0.7、39.1和0.3 nM（人类、小鼠、大鼠）。虽然4m的代谢稳定性优于前体化合物，但动物实验显示其与吗啡类似，能显著抑制wheel running行为，提示潜在副作用。

　　在炎症性疼痛的治疗领域，科学家们一直在探索非阿片类药物的开发。因为传统阿片类药物虽然有效，但其潜在的成瘾性和副作用限制了它们的广泛应用。最近，研究团队对可溶性环氧化物水解酶（sEH）和脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）的抑制作用进行了深入研究，这两种酶在炎症过程中都扮演着重要角色，它们的底物具有抗炎和镇痛特性。因此，抑制这些酶的活性可以提高其底物的浓度，从而产生治疗效果。基于这一理论，研究团队设计并合成了一系列多靶点设计的配体（MTDLs），以同时抑制sEH和FAAH，进而开发出新型的非阿片类镇痛药物。

在之前的实验中，研究团队发现了一些具有多靶点抑制作用的化合物，并确定了抑制这两种酶所需的药效团。这一药效团由一个苯环通过酰胺键连接到哌啶环组成，而哌啶环的另一侧则连接着一个芳香环。然而，这些早期的化合物在代谢稳定性、溶解性和物种选择性方面存在一些问题，这限制了它们的临床应用。为了优化这些性质，研究团队尝试了不同的杂环结构，如嘧啶、喹唑啉和四唑环，以提高药物的溶解性，同时保持其对sEH和FAAH的强抑制活性。

通过合成和测试18种不同的化合物，研究团队发现了一种名为4m的化合物，其对人类FAAH的IC50值为2.9 nM，对人类、小鼠和大鼠sEH的IC50值分别为0.7 nM、39.1 nM和0.3 nM，是目前报道的最有效的双抑制剂之一。4m在肝微粒体稳定性实验中表现出良好的代谢稳定性，且在肝微粒体清除实验中显示出了良好的或中等的清除率。然而，当在小鼠和大鼠中进行体内实验时，4m对自愿的运动行为产生了显著的抑制效果，与传统的阿片类药物吗啡类似。这表明4m可能在体内产生一些不期望的行为副作用，这些副作用需要在后续研究中进一步探讨。

此外，研究团队还评估了4m对血脑屏障（BBB）的穿透能力。根据ICM Pro软件的预测，4m的BBB穿透评分低于4，这意味着它不太可能穿透血脑屏障，从而避免与阿片受体或中枢神经系统（CNS）中的其他受体结合。这一特性对于开发非阿片类药物非常重要，因为它可以减少药物对中枢神经系统的副作用，如镇静、呼吸抑制和成瘾性。然而，4m在体内实验中表现出对某些血清素受体（如5-HT1B和5-HT2C）的结合，这可能影响其对行为和情绪的调节。

在结构-活性关系（SAR）研究中，研究团队发现引入两个氮原子的杂环结构（如喹唑啉）可以显著提高对sEH和FAAH的抑制活性。然而，四唑环的引入导致对FAAH的抑制活性完全丧失，但其在sEH抑制方面仍表现出较高的活性。这表明不同的杂环结构对两种酶的抑制效果存在显著差异，需要进一步优化。

通过分子对接实验，研究团队揭示了4m与FAAH和sEH的相互作用机制。在FAAH的对接实验中，4m与多个氨基酸残基（如S241、F192、I238等）形成氢键和疏水相互作用，从而提高了其对FAAH的抑制活性。在sEH的对接实验中，4m与多个关键氨基酸残基（如Q384、Y466、W336等）形成氢键和疏水相互作用，使其对sEH表现出显著的抑制效果。这些实验结果表明，4m的结构设计使其能够同时有效抑制sEH和FAAH，从而可能在治疗炎症性疼痛方面具有潜在价值。

然而，4m在体内实验中表现出对自愿运动行为的抑制，这可能与某些非预期的相互作用有关。例如，它可能影响某些神经递质系统，如血清素或γ-氨基丁酸（GABA）系统，从而导致行为变化。为了进一步验证这些假设，研究团队计划进行更多的实验，包括对相关CNS受体的详细筛查和对不同剂量的测试。

总体而言，4m的发现为开发新型的非阿片类镇痛药物提供了重要的研究方向。尽管其对运动行为产生了抑制效果，但其对sEH和FAAH的强抑制活性以及良好的代谢稳定性表明，它可能在某些情况下具有治疗潜力。未来的研究将集中在优化其结构，以减少不期望的副作用，同时保持其强大的药效。这将有助于推动这一化合物在治疗炎症性疼痛和其他相关疾病中的进一步应用。