香豆素-查尔酮衍生物通过激活Nrf2通路靶向缺血/再灌注损伤的抗氧化机制研究

【编辑推荐】针对缺血性脑卒中再灌注治疗引发的氧化应激损伤，德黑兰医科大学团队设计合成系列香豆素-查尔酮衍生物，发现化合物7?l通过直接清除ROS和激活Keap1/Nrf2/ARE通路双重机制，显著改善神经元存活率及运动认知功能，为开发新型神经保护剂提供候选分子。

　　

缺血性脑卒中作为全球致死率最高的疾病之一，其治疗面临着一个关键矛盾：虽然静脉溶栓是恢复血流的有效手段，但再灌注过程产生的过量活性氧(ROS)会引发更严重的脑缺血再灌注损伤(CIRI)。这种二次损伤已成为制约治疗效果的主要瓶颈。面对这一挑战，德黑兰医科大学药学院的Maryam Mohammadnia和Zahra Emamgholipour领衔的研究团队，基于天然产物香豆素和查尔酮的抗氧化特性，设计开发了系列杂化衍生物，相关成果发表在《Bioorganic Chemistry》上。

研究团队采用分子对接指导的理性设计策略，通过三步合成法构建了13种含羟基/甲氧基取代的香豆素-查尔酮杂化体。关键技术包括：体外H₂O₂诱导的氧化应激模型评估神经保护活性，2VO(双侧颈总动脉结扎)动物模型验证行为学改善，结合分子动力学模拟(100 ns)分析化合物与Keap1 Kelch结构域(PDB 5WIY)结合稳定性，并通过Western blot检测Nrf2通路相关蛋白表达。

【化学合成】
通过Knoevenagel缩合反应构建香豆素母核，再与不同取代苯甲醛经Claisen-Schmidt缩合得到目标化合物7a-m，关键中间体3的产率达82%。核磁与质谱数据证实所有新化合物结构正确。

【体外神经保护】
在HT22海马神经元氧化应激模型中，化合物7f、7j和7?l使H₂O₂损伤后的细胞存活率提升至85%以上，显著优于阳性对照依达拉奉(72%)。构效关系表明，B环3,4-二羟基取代的7?l效果最优。

【体内疗效验证】
2VO模型大鼠经7?l治疗后，转棒测试潜伏期延长3倍，新物体识别指数提高58%，海马CA1区神经元存活数量增加2.3倍。生化检测显示治疗组SOD(超氧化物歧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性分别提升80%和65%，MDA(丙二醛)水平降低62%。

【作用机制】
分子对接显示7?l通过氢键与Keap1的Ser363、Asn382结合，MM-PBSA计算结合自由能为-28.5 kcal/mol。分子动力学证实复合物在生理条件下保持稳定。Western blot显示7?l处理组核Nrf2蛋白表达量增加4.1倍，下游HO-1(血红素加氧酶1)上调3.7倍。

这项研究首次证实香豆素-查尔酮杂化体可通过双重抗氧化机制对抗CIRI：既直接清除ROS，又通过占据Keap1的Nrf2结合口袋激活内源性抗氧化防御系统。特别值得注意的是，先导化合物7?l在纳摩尔浓度下即显示出与临床阶段Nrf2激活剂相当的活性，且其改善认知功能障碍的效果为同类化合物中首次报道。这些发现不仅为缺血性卒中提供了潜在治疗策略，也为开发多靶点抗氧化剂提供了新的结构模板。未来研究需进一步优化化合物血脑屏障穿透性，并探索其在其他神经退行性疾病中的应用价值。