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随着衰老，细胞内生物分子合成与降解的平衡被打破，自噬（细胞通过溶酶体介导降解受损或功能异常细胞成分的关键过程）减少，引发糖尿病、神经退行性疾病等。研究人员评估 1,3 - 二氮杂 - 2 - 氧代吩恶嗪衍生物激活自噬 / 线粒体自噬能力，发现 AR493 和 AR900 可激活 AMPK 通路，为相关疾病治疗提供新方向。
在生命的长河中，衰老就像一个不可避免的 “暗礁”，悄然改变着身体的诸多生理过程。随着年龄的增长，细胞内生物分子的合成与降解不再和谐同步，曾经精密的平衡被打破，一系列疾病，如糖尿病、神经退行性疾病等，如同潜伏的 “病魔”，趁虚而入。而这背后，自噬（Autophagy）这一关键的细胞过程出现异常起着重要作用。自噬，简单来说，就是细胞内的 “清道夫”，负责通过溶酶体介导，清除受损或功能异常的细胞成分。但随着衰老，它的活性降低，导致细胞内 “垃圾” 堆积，进而引发各种健康问题。
为了探寻对抗这些衰老相关疾病的新方法，来自莫斯科国立大学（Lomonosov Moscow State University）的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们将目光聚焦于 1,3 - 二氮杂 - 2 - 氧代吩恶嗪衍生物，开展了一项深入的研究。最终，他们发现了 AR493 和 AR900 这两种化合物，它们具有强大的激活自噬的能力，并且主要通过激活 AMPK（AMP-activated protein kinase，细胞能量限制的关键传感器）依赖的通路发挥作用。这一发现意义重大，为未来治疗糖尿病、神经退行性疾病等衰老相关疾病提供了全新的潜在药物靶点和治疗思路，也为生命科学和医学领域对抗衰老相关疾病开辟了新的道路。该研究成果发表在《Bioorganic Chemistry》杂志上。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，利用荧光报告分析（fluorescent reporter assay）评估化合物激活自噬 / 线粒体自噬（Mitophagy，线粒体的选择性自噬过程 ）的能力；其次，通过免疫印迹分析（immunoblotting analysis）检测自噬调节级联关键参与者的磷酸化状态以及磷酸泛素化蛋白的积累情况，以此来评估化合物诱导线粒体自噬的能力；此外，运用分子对接（Molecular docking）技术初步探索化合物在 AMPK 上的可能结合位点。
1,3 - 二氮杂 - 2 - 氧代吩恶嗪衍生物的合成
研究人员测试了十八种 1,3 - 二氮杂 - 2 - 氧代吩恶嗪衍生物，其中十五种已有文献记载，新衍生物 AR900、AR953 和 AR957 分别从 5′,3’-O- 保护的 5 - 溴尿苷 1 和 ribo-tCO合成而来。具体步骤为，用 1,2,4,- 三唑、POCl3和 TEA 处理 5′,3’-O- 保护的 5 - 溴尿苷 1，激活尿嘧啶 C4 原子，再用 2 - 氨基 - 4-(壬氧基) 苯酚进行取代反应。
自噬激活剂的筛选
通过荧光细胞报告分析和免疫印迹分析，研究人员评估了这些衍生物激活自噬的能力。结果发现，AR900 和 AR493 展现出强大的自噬诱导能力，是潜在的自噬激活剂；而 AR482、AR484 和 AR485 则表现出抑制自噬的作用。
激活剂作用机制探究
进一步研究发现，AR900 和 AR493 这两种激活剂主要通过激活 AMPK 依赖的自噬通路发挥作用。AR953 作为 AR493 的核糖核苷类似物，也具有相同的作用机制，不过活性相对较低。
化合物对 AMPK 通路的特异性研究
研究人员利用 AMPK 敲除细胞系（ΔAMPK）和其上游调节因子 SIRT1 敲除细胞系（ΔSIRT1），测试了先导化合物对 AMPK 依赖通路影响的特异性。结果表明，AR493 对 AMPK 的作用特异性最强。
分子对接分析
通过分子对接技术，研究人员发现 AR493 结合到 AMPK γ 亚基的位点 2。这一结合可能通过两种机制促进 AMPK 激活：一是阻止 ATP 结合到位点 3，从而有利于 AMP 结合；二是直接与 αRIM2 基序结合，稳定其与 γ 亚基的相互作用。
研究人员成功筛选出 1,3 - 二氮杂 - 2 - 氧代吩恶嗪衍生物中的自噬激活剂 AR493 和 AR900，明确了它们通过激活 AMPK 依赖通路发挥作用的机制，以及 AR493 对 AMPK 的特异性作用和结合位点。这些发现为开发治疗衰老相关疾病的新型药物提供了重要的理论基础和潜在的药物靶点，在生命科学和医学领域具有重要的意义，有望为未来攻克糖尿病、神经退行性疾病等难题带来新的曙光。同时，该研究也为后续进一步研究 1,3 - 二氮杂 - 2 - 氧代吩恶嗪衍生物的生物学功能和应用价值奠定了坚实基础。
