氮连接咪唑并[1,2-a]吡啶-苯并杂双环杂化体通过靶向微管蛋白抑制有丝分裂和癌细胞增殖

本研究针对传统微管靶向剂（MTAs）耐药性高、毒性大等问题，设计合成了一系列氮连接咪唑并[1,2-a]吡啶-苯并杂双环杂化体，发现化合物6c能特异性结合秋水仙碱位点（CBS），抑制微管聚合、阻滞HeLa细胞有丝分裂，并通过ROS途径诱导凋亡，为开发新型抗肿瘤药物提供了候选分子。

　　

微管作为细胞骨架的核心组件，其动态平衡直接影响染色体分离和细胞分裂。尽管紫杉醇等微管靶向剂（MTAs）已广泛应用于临床，但长期使用导致的耐药性和毒性问题亟待解决。秋水仙碱结合位点抑制剂（CBSIs）因其能克服Pgp介导的耐药性而备受关注，但现有化合物仍存在生物利用度不足等缺陷。在此背景下，印度科学与工业研究理事会（CSIR）支持的研究团队通过理性设计，将咪唑并[1,2-a]吡啶与苯并噻唑等杂环通过氮原子连接，构建了一类新型杂化分子。

研究采用计算机辅助药物设计（CADD）结合湿实验验证的策略。通过量子化学计算分析化合物6c的互变异构体稳定性，利用分子对接预测其与β-微管蛋白的结合模式。体外实验采用牛脑纯化微管蛋白评估聚合抑制活性，激光共聚焦显微镜观察HeLa细胞微管网络破坏，流式细胞术检测细胞周期阻滞和活性氧（ROS）水平。

合成与活性筛选
通过SnCl₄催化2-氨基吡啶与苄腈缩合生成中间体3，经I₂/KI环化得到2-氨基咪唑并[1,2-a]吡啶骨架。最终产物6c在HeLa细胞中IC₅₀达0.39 μM，显著优于阳性对照CA-4。

作用机制解析
6c以亚微摩尔浓度抑制微管聚合（IC₅₀=0.98 μM），并通过破坏微管网络使细胞停滞于G₂/M期。量子力学计算揭示其亚胺互变异构体与β-微管蛋白Thr179形成关键氢键，结合能达-8.9 kcal/mol。

药代动力学优势
类药性分析显示6c符合Lipinski五规则，血脑屏障渗透性（LogBB=-0.89）和口服生物利用度（83.7%）俱佳，且无hERG心脏毒性风险。

该研究不仅证实氮连接杂环体系可作为新型CBSIs的通用骨架，其提出的"互变异构体依赖型结合"机制为后续药物设计提供了新思路。化合物6c独特的苯并咪唑酮结构突破了传统CBSIs的"顺式锁定"药效团限制，其优异的ADMET特性预示着良好的临床转化前景。研究团队特别指出，该分子对紫杉醇耐药株的交叉抑制实验将是下一步重点。