新型1,3,4-氧二唑-1,2,3,4-四氢异喹啉杂环化合物的设计与合成：作为选择性COX-2抑制剂的应用

《Bioorganic Chemistry》：Design and synthesis of new 1,3,4-oxadiazole-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline hybrids as selective COX-2 inhibitors

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS结合分子网络技术，从车钱草中分离鉴定了3种新诺克洛德烷二萜及17种已知类似物，证实其通过PI3K/Akt通路抑制酒精性肝损伤，并验证ADMET特性及肝保护机制。

　　

梁勇|胡建平|彭福华|刘洪东|姜涛|王飞|刘志群|李斌

中国江西中医药大学院士工作站，南昌330004

摘要

利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（UPLC-Q-TOF-MS/MS）结合分子网络技术，从Baccharis trimera中富含新环氯烷二萜的组分中鉴定出了三种先前未描述的新环氯烷二萜类化合物及其17种已知类似物。同时，还对这些化合物在质谱中的碎片化模式进行了分析。随后通过多种色谱和光谱技术，分离并确定了四种先前未描述的新环氯烷二萜类化合物（化合物1–4），分别为baccharisacetal A、epibaccharisacetal A、baccharisacetal B和epibaccharisacetal B。这些化合物在LX-2细胞和斑马鱼模型中表现出显著的抗酒精性肝损伤作用，表现为降低丙二醛、丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶的水平，同时提高超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽含量。计算吸收、分布、代谢、排泄和毒性（ADMET）分析表明其具有良好的药代动力学和安全性特征。网络药理学和分子对接分析表明，PI3K/Akt通路可能介导其肝保护作用，这一机制通过Western blot实验得到了进一步验证。

引言

全球范围内酒精消费非常普遍。根据世界卫生组织的数据，约有24亿人饮酒，其中约9.6亿人属于酗酒者[1]。长期过量饮酒是导致肝损伤的主要原因，引发了一系列统称为酒精性肝病（ALD）的疾病。ALD的发病机制主要由乙醇代谢物（尤其是乙醛）引起的肝细胞损伤驱动，这些代谢物会引发氧化应激和炎症反应[2]。肝脂肪变性是ALD的早期表现，若不加以干预，可能会逐渐发展为酒精性肝炎、肝纤维化、肝硬化，最终导致肝细胞癌（HCC）[3,4]。在肝病早期阶段，由酒精摄入、高脂饮食或病毒感染引起的肝细胞损伤主要受AKT信号通路调控。多组学研究表明，该通路在HCC中存在显著失调，凸显了其在肝癌发生中的核心作用。现有证据表明，AKT信号通路在从初始肝细胞损伤到恶性转化的整个过程中起着关键的调节作用。鉴于其在肝病理生理学中的核心作用，亟需开发针对AKT的治疗药物，并系统评估其预防和治疗肝病的潜力[5,6]。

Baccharis trimera是一种属于菊科的可食用药用植物，广泛分布于南美洲，俗称“carqueja”[7]。该植物在当地传统医学中常用于治疗肝病、心血管疾病和糖尿病。它含有多种植物化学物质，包括萜类、黄酮类、苯丙素类和甾醇类[[8], [9], [10], [11]]。现代药理学研究证实这些成分具有护肝、抗炎、抗寄生虫和抗溃疡作用。对Baccharis trimera的进一步研究表明，其中含有丰富的新环氯烷二萜类化合物，这些化合物可能对其抗酒精性肝损伤作用起到重要作用。新环氯烷二萜属于双环二萜类化合物，是环氯烷类化合物的主要亚型[[12], [13], [14], [15], [16]]。环氯烷二萜可分为三类：新环氯烷、ent-新环氯烷和nor-新环氯烷。新环氯烷二萜由四个异戊二烯单元组成，具有20个碳的骨架，包含一个双键（C3, C4）和两个六元环，其核心结构的立体化学构型为C5位为R构型，C8和C9位为S构型[13,14,16,17]。戴晓勇之前的研究表明，从Croton crassifolius中分离出的Mallotucin D可通过调节PI3K/Akt信号通路抑制HepG2细胞的生长[18]。然而，新环氯烷二萜类化合物的抗酒精性肝损伤作用尚未得到充分研究。

在本研究中，采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（UPLC-Q-TOF-MS/MS）结合全球天然产物社会分子网络（GNPS）技术从Baccharis trimera中鉴定出新环氯烷二萜类化合物。化合物1–4在酒精损伤的LX-2细胞中表现出显著的剂量依赖性保护作用。化合物1的抗酒精性肝损伤作用在斑马鱼模型中得到了进一步验证。系统的网络药理学分析和分子对接研究表明，其保护机制与PI3K/Akt通路密切相关，这一机制通过斑马鱼的Western Blot实验得到了进一步证实。这些结果加深了对这四种新鉴定二萜类化合物抗酒精性肝损伤作用分子机制的理解，表明它们作为潜在的AKT靶向治疗候选物的潜力。

结果与讨论

为了优先分离先前未描述的新环氯烷二萜类化合物，我们分析了本研究小组先前分离的新环氯烷二萜类的质谱碎片化模式（图1C）。鉴定出一个特征性离子碎片，m/z值为133.10，据此建立了该类化合物的质谱数据库。随后使用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术对Baccharis trimera中的新环氯烷二萜富集提取物进行了分析。

结论

本研究通过UPLC-Q-TOF-MS/MS分析结合分子网络技术，从Baccharis trimera中鉴定出了三种先前未描述的新环氯烷二萜类化合物及其17种已知类似物。通过综合光谱分析，确定了四种先前未描述的化合物，分别为baccharisacetal A、epibaccharisacetal A、baccharisacetal B和epibaccharisacetal B，并阐明了它们的护肝作用。

一般实验程序

化合物1–4的HRESIMS数据使用Agilent UPLC-Q-TOF-MS系统（Agilent Technologies Inc.）获得。红外光谱（IR）在Spectrum Two FTIR光谱仪上记录。电喷雾色谱（ECD）光谱使用MOS-450/AF-CD光谱极化仪采集。核磁共振（NMR）光谱在Bruker Avance III HD 600光谱仪上记录，¹H核的频率为600 MHz，¹³C核的频率为150 MHz，以四甲基硅烷（TMS）为内标。高效液相色谱（HPLC）分析在Agilent仪器上进行。

作者贡献声明

梁勇：撰写初稿、软件开发、资源准备、实验设计、数据分析、概念构建。胡建平：数据管理。彭福华：软件支持。刘洪东：软件支持。姜涛：软件支持。王飞：软件支持。刘志群：软件支持。李斌：撰写修订、软件支持、资金筹集、数据管理、概念构建。

致谢

本工作得到了中央政府重大项目（2060302-2101-11、2060302-2101-10）、江西中医药大学院士工作站项目（YSGZZ201802）以及江西中医药大学一流学科项目（JXSYLXK-ZHYAO143）的支持。