新型吡唑衍生物抗杜氏利什曼原虫的机制研究:体外分析与作用机理的整合探索

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5

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  针对利什曼病现有疗法耐药性和毒性的挑战,研究人员通过合成29种吡唑衍生物,筛选出6种对杜氏利什曼原虫抑制率>50%的化合物(4a-4j等),其中4j的IC50达5-13?μM且细胞毒性低。结合SEM、ROS、ΔΨm等多技术验证其通过破坏线粒体功能及脂代谢发挥抗寄生虫作用,为开发新型抗利什曼病药物提供了关键候选分子。

  

利什曼病作为一种被忽视的热带疾病,每年导致数万人死亡,现有药物因耐药性和严重肝肾毒性面临巨大挑战。杜氏利什曼原虫(Leishmania donovani)作为内脏利什曼病的主要病原体,其治疗困境尤为突出。印度某研究机构(根据UGC和DST-SERB资助信息推测为印度团队)的研究人员在《Bioorganic Chemistry》发表研究,通过设计吡唑类化合物这一具有广谱生物活性的五元氮杂环结构,试图突破现有治疗瓶颈。

研究采用Alamar blue染料法初筛29种吡唑衍生物,发现6种化合物(4a、4b、4c、4j、7a、7d)在50?μM浓度下抑制率超50%。进一步剂量实验显示4b、4j和7d的IC50值为5-13?μM,其中4j对细胞内无鞭毛体的抑制效果最佳且细胞相容性优异。通过扫描电镜(SEM)观察到4j引起寄生虫表面结构塌陷,流式细胞术检测到活性氧(ROS)水平升高、线粒体膜电位(ΔΨm)崩溃,ATP产量下降50%,细胞周期阻滞于G0/G1期,并伴随脂质蓄积现象,证实其通过多靶点机制破坏寄生虫能量代谢。

化学合成部分显示,所有衍生物基于前期报道的吡唑、对称/非对称双吡唑骨架构建。生物学实验采用L. donovani AG83株(MHOM/IN/1983/AG83)和人急性单核细胞白血病细胞(THP-1)模型,通过感染率评估和宿主细胞毒性测试验证选择性指数。

结果部分显示:

  1. 抗前鞭毛体分析:4j对前鞭毛体的IC50为7.2?μM,选择性指数达14.3;
  2. 细胞内无鞭毛体抑制:在感染复数(MOI)=10时,4j使THP-1细胞内寄生虫负荷降低78%;
  3. 机制研究:ΔΨm下降62%伴随ATP减少52%,ROS水平升高3.1倍,脂滴面积增加4.8倍;
  4. 细胞周期阻滞:G0/G1期细胞比例从54%增至72%,提示DNA合成受阻。

结论指出,吡唑骨架通过干扰寄生虫氧化应激平衡和能量代谢发挥高效抑制作用,4j的低毒性特征使其成为极具前景的先导化合物。该研究不仅为抗利什曼病药物开发提供了新化学型,更通过多维度机制解析确立了吡唑类化合物的作用范式,对解决热带病治疗中的耐药性问题具有重要指导意义。

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