抗利什曼病硫代半卡巴腙希夫碱衍生物的合成、分子动力学模拟及机制研究

本研究针对利什曼病治疗药物匮乏的现状，通过多组分反应合成了一系列硫代半卡巴腙希夫碱衍生物（thiosemicarbazone Schiff base derivatives），并系统评估了其对利什曼原虫前鞭毛体（promastigote）和无鞭毛体（amastigote）的抑制活性。研究发现化合物5g和5p对L. major表现出显著活性（IC50=26.7μM和12.77μM），同时通过分子对接和动力学模拟揭示了其靶向LmPRT1（Leishmania major pteridine reductase 1）的作用机制，为开发新型抗利什曼病药物提供了重要候选分子。

　　

利什曼病作为仅次于疟疾的第二大寄生虫病，每年造成30万新增病例，威胁着全球17亿人口的健康。当前治疗面临药物毒性大、耐药性增加和给药方式不便等严峻挑战。FDA批准的药物如葡萄糖酸锑钠（Pentostem）和米替福新（miltefosine）存在明显局限性，开发新型抗利什曼病药物迫在眉睫。

阿尔达比尔医科大学（Ardabil University of Medical Sciences）的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。他们采用一锅两步三组分反应合成了16种硫代半卡巴腙希夫碱衍生物（5a-p），通过MTT法测定抗寄生虫活性，结合流式细胞术分析凋亡诱导作用，并运用分子对接和分子动力学模拟（MD simulations）阐明作用机制。关键技术包括：体外抗寄生虫活性评估（L. major和L. tropica两种虫株）、细胞毒性测试（J774.A1巨噬细胞系）、凋亡检测（Annexin V/PI双染法）、ADMET性质预测（ADMETLab3.0）和靶点验证（LmPRT1对接与模拟）。

【合成与表征】通过优化反应条件合成了16个衍生物，收率70-92%。核磁共振（¹H-NMR、¹³C-NMR）和质谱（MS）确认结构，其中5g（4-甲氧基苯基衍生物）和5p（4-氟苯基-吡啶衍生物）显示出最佳结晶性和纯度。

【体外活性评估】化合物5g对L. major前鞭毛体和无鞭毛体的IC₅₀分别为26.7μM和18.8μM，选择性指数（SI）达39；5p对L. major前鞭毛体活性最强（IC₅₀=12.77μM），SI高达95.4。流式细胞术显示5g诱导52.9%的寄生虫凋亡，显著优于阳性对照葡萄糖酸锑钠（30.14%）。

【作用机制】分子对接表明5g通过硫脲基NH与Gly225和NADPH形成氢键，甲氧基苯环与Phe113产生π-π堆积；5p的氟原子与Ser111形成氢键，吡啶环参与疏水相互作用。100ns分子动力学模拟验证了复合物稳定性（RMSD<3?）。

【安全性评价】ADMET预测显示多数化合物符合Lipinski规则（LogP<5，MW<500），但5m-p存在潜在心脏毒性（hERG抑制）。细胞实验证实5g和5p对巨噬细胞的CC₅₀分别为733.2μM和1218μM，治疗窗口宽广。

这项研究首次系统阐明了硫代半卡巴腙衍生物通过靶向LmPRT1发挥抗利什曼活性的分子机制。化合物5g和5p兼具强效活性和良好选择性，特别是5p对L. major的SI值（95.4）远超现有药物葡萄糖酸锑钠（SI=10）。研究不仅为临床前开发提供了优质先导化合物，还通过整合多组分反应合成、多靶点活性评价和计算机辅助药物设计（CADD），建立了抗寄生虫药物研发的新范式。未来研究可进一步优化化合物代谢稳定性和体内药效，推动其向临床转化。