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阿尔茨海默病(AD)因多因素致病机制治疗困难,需多靶点药物。研究人员设计酰氨基吡唑类化合物,探究其对 GSK-3β 抑制、抗 Aβ 聚集及金属螯合作用。结果显示部分化合物具低 microM 级 GSK-3β 抑制活性等,为 AD 多药理学治疗提供新方向。
阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)如同隐匿的记忆掠夺者,正随着全球人口老龄化浪潮悄然蔓延。这种以进行性认知功能衰退为特征的神经退行性疾病,至今仍笼罩着神秘面纱。患者大脑中,细胞外 β- 淀粉样蛋白(Aβ)斑块的堆积与细胞内过度磷酸化 tau 蛋白形成的神经原纤维缠结(NFTs)如同两大 “毒瘤”,肆意破坏神经元网络;而神经炎症更如助纣为虐的帮凶,在疾病早期甚至 Aβ 斑块形成前便已蠢蠢欲动。尽管现有胆碱酯酶抑制剂、美金刚等对症药物能稍缓症状,2023-2024 年获批的 Lecanemab 和 Donanemab 等单克隆抗体尝试清除 Aβ,但长期安全性与疗效存疑,人类迫切需要突破传统单靶点治疗的局限,开辟多靶点协同作战的新路径。
在这一背景下,意大利研究人员(推测,因数据存储库为意大利博洛尼亚大学)聚焦于酰氨基吡唑这一 “潜力分子骨架”,在《European Journal of Medicinal Chemistry》发表研究,试图打造能同时靶向 GSK-3β 激酶、抑制 Aβ 聚集并螯合金属离子的 “多面手” 药物,为 AD 治疗困局破局。
关键技术方法
研究采用微流控迁移率变动分析(MMSA)验证化合物与 GSK-3β 的作用机制,通过体外实验检测 GSK-3β 抑制活性、抗 Aβ 聚集能力及金属螯合特性,利用平行人工膜渗透试验(PAMPA)评估化合物透膜能力,借助细胞毒性实验考察安全性,结合构效关系(SARs)分析优化分子结构。
研究结果
设计与合成
研究设计并合成两组酰氨基吡唑衍生物,在氨基吡唑核心引入酰基与酰胺基团。酰胺结构模拟肽键,有望增强与 Aβ 寡聚体的相互作用,而吡唑骨架兼具氢键形成与金属螯合潜力,为多靶点作用奠定基础。
体外活性评估
- GSK-3β 抑制:部分化合物(如 1c、4c)在低 microM 浓度下可逆竞争性抑制 GSK-3β,MMSA 显示其通过与酶铰链区形成氢键网络,竞争性结合 ATP 结合位点发挥作用。
- 抗 Aβ 聚集:酰氨基吡唑的供体 - 受体 - 供体(DAD)氢键模式与 Aββ- 折叠区互补,可阻止不溶性 Aβ 聚集体形成。
- 金属螯合:吡唑环对参与神经炎症的金属离子(如 Fe2+、Cu2+)展现螯合能力,有助于减轻氧化应激与炎症反应。
构效关系与成药性
SARs 分析揭示,酰基侧链长度、酰胺取代基空间位阻与电性对多靶点活性至关重要。PAMPA 显示优选化合物具良好膜渗透性,细胞毒性实验证实其安全性较高,为后续体内研究提供依据。
结论与意义
该研究突破性地验证酰氨基吡唑骨架作为多靶点导向配体(MTDL)的潜力。化合物 1c 与 4c 作为 “种子选手”,在 GSK-3β 抑制、抗 Aβ 聚集及金属螯合三重任务中表现出色,为 AD 治疗提供了兼具创新性与成药性的分子模板。其多靶点作用模式直击 AD 复杂病理网络,有望规避单靶点药物的局限性,为开发更安全有效的 AD 治疗药物开辟新赛道。这一成果不仅为神经退行性疾病药物研发注入新活力,更彰显了多药理学策略在攻克复杂疾病中的独特价值,照亮了人类对抗记忆杀手的漫漫征途。