N-己基磺酰基吲哚缩氨基硫脲类化合物作为高效选择性ecto-5′-核苷酸酶和NTPDase抑制剂的开发研究

研究人员针对肿瘤免疫逃逸中ecto-5′-核苷酸酶(e5′NT)和核苷三磷酸二磷酸水解酶(NTPDase)过度表达导致免疫抑制性腺苷累积的问题，设计合成16种N-取代吲哚缩氨基硫脲衍生物5(a-p)，发现多个化合物对h-e5′NT(IC50 0.6-2.2 μM)及NTPDase1-3/8(IC50 1.0-4.2 μM)具有显著抑制活性，其中5l和5m分别选择性抑制NTPDase1/2，为靶向嘌呤能信号通路的抗癌药物开发提供新策略。

　　

在肿瘤微环境中，过度表达的ecto-5′-核苷酸酶(e5′NT)和核苷三磷酸二磷酸水解酶(NTPDase)会将具有免疫激活作用的ATP转化为免疫抑制分子腺苷，这种嘌呤能信号(purinergic signaling)的异常调控已成为肿瘤免疫逃逸的关键机制。尤其当CD39(NTPDase1)和CD73(e5′NT)共同作用时，可形成"ATP-ADP-AMP-腺苷"的级联反应，直接抑制T细胞和NK细胞的抗肿瘤活性。目前针对该通路的抑制剂开发面临选择性差、活性不足等挑战，而天然产物吲哚骨架因其独特的氢键结合能力，在靶向酶抑制剂设计中展现出巨大潜力。

为突破这一瓶颈，来自沙特国王大学等机构的研究团队创新性地将吲哚与缩氨基硫脲(TSC)两个药效团杂交，设计合成N-己基磺酰基吲哚缩氨基硫脲衍生物系列化合物。通过两步法合成路线，先以吲哚-3-甲醛与己基磺酰氯反应构建N-取代吲哚核心，再与不同取代基的氨基硫脲缩合获得目标化合物5(a-p)。研究采用核磁共振(¹H/¹³C NMR)和高分辨质谱(HRMS)确证结构，通过体外酶活实验筛选发现：化合物5d对NTPDase1的抑制活性达IC₅₀ 1.0±0.03 μM，5j对NTPDase2的IC₅₀为1.3±0.06 μM，而5a对h-e5′NT的抑制活性最优(IC₅₀ 0.6±2.1 μM)。特别值得注意的是，5l和5m分别展现出对NTPDase1和NTPDase2的亚型选择性抑制特性。

分子对接与分子动力学(MD)模拟揭示了关键作用机制：吲哚环通过π-π堆积与酶活性中心芳香残基相互作用，磺酰基氧原子与锌离子配位，而硫代羰基则与催化关键氨基酸形成氢键网络。这种多模式结合机制解释了该系列化合物高效抑制活性的结构基础。

这项发表于《Bioorganic Chemistry》的研究具有双重意义：一方面为开发靶向嘌呤能信号通路的抗癌药物提供了先导化合物，特别是5l和5m的亚型选择性为研究NTPDase各亚型的生物学功能提供了化学探针；另一方面证实了吲哚-TSC杂合策略在酶抑制剂设计中的价值，为克服肿瘤微环境免疫抑制提供了新思路。研究获得沙特国王大学(RSP2025R273)、加拿大自然科学与工程研究委员会(RGPIN-2023-05498)等多项基金支持，后续将开展体内抗肿瘤效果评价及结构优化研究。