新型双(三唑)类化合物作为选择性TGR5激动剂，具有抗肥胖作用

《Bioorganic Chemistry》：Novel bis(triazole) analogues as selective TGR5 agonists with anti-diabesity effects

本研究通过设计合成31种bis(triazole)衍生物，发现化合物5a具有中度TGR5激动活性，进而通过分子对接和理性设计优化得到7i等新型高活性TGR5激动剂。药代动力学显示7i（30 mg/kg）具有较优的代谢稳定性（Cmax 3920±1236 ng/mL，T1/2 2.91 h），动物实验证实其可显著降低db/db小鼠血糖、食物摄入及体重增长，且无细胞毒性（10 μM）。研究结果为开发基于TGR5的糖尿病和肥胖症治疗药物提供了理论依据和实践指导。

　　TGR5受体，也被称为GP-BAR1，是首个被发现能够特异性结合胆汁酸的G蛋白偶联受体（GPCR）。由于其在调节葡萄糖稳态、能量代谢和炎症反应中的重要作用，TGR5被认为是治疗代谢性疾病，如2型糖尿病的潜在靶点。目前，针对TGR5受体的研究已经取得了诸多进展，包括多种激动剂的发现和开发。然而，大多数已知的TGR5激动剂在临床应用上仍存在一定的局限性，例如口服生物利用度低、半衰期短或药效不足。因此，寻找新的、具有更好药理特性的TGR5激动剂仍然是一个重要的研究方向。

在这一背景下，研究人员合成并评估了一组共31种双三唑衍生物的TGR5激动活性。通过实验，他们发现化合物5a在人类TGR5受体上表现出一定的激动活性，但其活性水平仍较低。这促使研究团队进一步对5a进行结构修饰，以期获得具有更高亲和力和效力的TGR5激动剂。经过系统的理性设计和分子对接研究，研究者成功合成了三种新的三唑衍生物，分别是7b、7i和8h。其中，化合物7i展现出最高的激动活性，其EC??值为571±89 nM。这一结果表明，7i在TGR5受体上的结合能力显著优于其他化合物。

为进一步评估7i的药理特性，研究者进行了小鼠体内的药代动力学研究。实验结果显示，当7i以30 mg/kg的剂量通过腹腔注射给药时，其最大血药浓度（C???）达到3920±1236 ng/mL，半衰期（T?/?）为2.91小时。这些数据表明，7i具有良好的生物利用度和一定的体内稳定性，使其成为一种有潜力的候选药物。此外，研究者还评估了7i在体内的治疗效果，包括对血糖水平和摄食行为的影响。在急性实验中，7i显著降低了小鼠的血糖水平和食物摄入量，而在慢性实验中，7i能够有效抑制Db/Db小鼠的体重增加。这些结果进一步支持了7i在糖尿病和肥胖治疗中的应用前景。

值得注意的是，研究者还对7i的细胞毒性进行了评估。实验表明，7i在浓度达到10 μM时并未表现出任何细胞毒性。这一发现表明，7i在体内的安全性较高，具有进一步开发的潜力。此外，TGR5受体在疼痛和情绪障碍中的作用也逐渐被揭示，这一发现与研究者在肥胖方面的研究结果相结合，进一步强调了TGR5作为治疗靶点的广泛适用性。

三唑环作为一种稳定的杂环结构，具有良好的化学稳定性，能够抵抗氧化、还原和水解等反应条件。这种稳定性使其在多种化学环境中表现出色，因此被广泛应用于药物设计和合成中。三唑环的合成通常通过“点击化学”方法进行，这种方法不仅高效，而且能够提供高产率。三唑环的结构特点使其能够模拟多种功能基团，如酰胺和酯基，并且可以替代其他杂环结构，如偶氮结构。这种灵活性使得三唑环成为设计具有生物活性的杂环化合物的重要组成部分。

此外，三唑衍生物在药理学上表现出广泛的生物活性，包括抗癌、抗菌、抗病毒、抗真菌、抗结核、抗癫痫、抗抑郁、抗乙酰胆碱酯酶、抗炎、抗糖尿病以及镇痛等作用。这些特性表明，三唑化合物在治疗多种疾病方面具有广阔的前景。同时，许多天然产物及其三唑衍生物也显示出多种生物活性，这进一步突显了三唑类化合物的药物潜力。基于三唑化合物的生物学意义及其易得性，研究者设计并合成了两种不同类型的三唑杂化化合物，并评估了它们在TGR5受体上的激动和拮抗活性。

在合成方面，研究者采用了一种分步合成策略，通过两个主要反应步骤来合成目标化合物。首先，通过将邻苯二胺（化合物2）与吲哚-3-醛（化合物1）进行缩合反应，得到了基于吲哚的苯并咪唑化合物3。随后，化合物3与丙炔溴（化合物4）反应，得到了含有炔基功能团的中间体5。最后，通过铜（II）催化的反应，引入三唑环，从而得到了最终的目标化合物。这一合成路径不仅高效，而且具有良好的可重复性，为后续的结构优化和药物开发提供了坚实的基础。

在药物设计过程中，研究者采用了系统性的结构-活性关系（SAR）分析方法，以探索不同结构修饰对TGR5激动活性的影响。通过分析，他们发现，在吲哚核心上引入较大的芳香基团可以增强三唑衍生物与TGR5受体之间的疏水相互作用，从而提高其亲和力和效力。这一发现为未来的药物设计提供了重要的理论依据，并为开发更有效的TGR5激动剂指明了方向。

研究者还对7i的分子对接进行了详细分析，揭示了其与TGR5受体之间的相互作用机制。分子对接结果显示，7i主要通过疏水作用与TGR5受体结合，同时辅以π-π堆积和氢键作用。这些非共价相互作用对于7i的高亲和力和效力至关重要。此外，分子对接分析还帮助研究者理解了不同结构修饰对受体结合能力的影响，为后续的结构优化提供了指导。

研究者在药物开发过程中，不仅关注化合物的体外活性，还进行了系统的体内实验，以评估其在动物模型中的治疗效果。这些实验包括对血糖水平、食物摄入量和体重变化的影响。结果表明，7i在急性实验中显著降低了小鼠的血糖水平和食物摄入量，而在慢性实验中，能够有效抑制Db/Db小鼠的体重增加。这些体内实验数据不仅验证了7i的药理活性，还为其作为潜在治疗药物提供了重要的支持。

在研究过程中，研究团队成员各司其职，共同完成了这一项目。Dr. Prem N. Yadav和Dr. Nayan Ghosh分别负责生物和化学研究的构思。Devanshu Kaushik和Anchal Saxena分别设计并执行了生物和化学实验，并对本研究做出了同等贡献。Boda Arun Kumar为生物研究提供了支持。Diwan Chand在Dr. Kinshuk R. Srivastava的指导下进行了分子对接研究。Shivam Rathaur在Dr. Jiaur R. Gayen的指导下完成了药代动力学研究。这些团队成员的合作确保了研究的顺利进行，并为最终结果的取得奠定了基础。

本研究得到了印度CSIR-Central Drug Research Institute的资助，具体项目包括ICMR资助的GAP-0452和CSIR资助的MLP-2034。这些资金支持为研究提供了必要的实验条件和资源，使得研究团队能够顺利完成各项实验和分析工作。此外，研究者还声明他们没有已知的与本研究相关的竞争性财务利益或个人关系，这表明研究的客观性和公正性。

综上所述，本研究通过系统的药物设计和合成策略，成功开发出一种新型的双三唑衍生物7i，该化合物在TGR5受体上表现出较高的激动活性。通过药代动力学和体内实验的评估，研究者确认了7i的生物利用度和治疗潜力。同时，分子对接分析揭示了7i与TGR5受体之间的相互作用机制，为未来的结构优化提供了理论依据。这些研究成果不仅拓展了TGR5激动剂的开发方向，还为糖尿病和肥胖的治疗提供了新的思路和方法。此外，研究者还对三唑环的化学稳定性和生物活性进行了深入探讨，进一步强调了其在药物设计中的重要性。这些发现为后续的临床研究和药物开发奠定了坚实的基础，同时也为相关领域的科学研究提供了有价值的参考。