《Results in Chemistry》：Semi-synthetic approaches to bile acids and preclinical evaluation of chenodeoxycholic acid in acute and chronic cutaneous inflammation with docking insights
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胆汁酸是胆固醇分解代谢产生的一类主要化合物，具有多种生物活性，包括抗炎、抗癌、抗菌、抗真菌和神经保护作用。在本研究中，研究人员评估了鹅去氧胆酸（CDCA）、三种在C-3和C-24位连接1,2,3-三唑环的新型CDCA杂合物、两种不同的C-24酯以及一种C-3叠
胆汁酸是胆固醇分解代谢产生的一类主要化合物，具有多种生物活性，包括抗炎、抗癌、抗菌、抗真菌和神经保护作用。在本研究中，研究人员评估了鹅去氧胆酸（CDCA）、三种在C-3和C-24位连接1,2,3-三唑环的新型CDCA杂合物、两种不同的C-24酯以及一种C-3叠氮半合成衍生物对急性TPA诱导的小鼠耳水肿的影响。结果表明，CDCA及其衍生物表现出局部抗炎特性。然而，1,2,3-三唑连接的CDCA杂合物未表现出局部抗炎活性。在急性和慢性TPA诱导的耳水肿模型中，CDCA（50 mg/kg p.o.）的抗炎效果与吲哚美辛（8 mg/kg p.o.）相似。分子对接表明，CDCA可能与多个分子靶点相互作用，包括核受体FXR、炎症介质（TNF-α和IL-1β）以及转录调节因子NF-κB p65。终点自由能计算（MM/GBSA）支持了这些趋势，验证了与多个炎症相关靶点相互作用的可能性。这些体内和计算研究为将CDCA视为代谢和炎症通路中多靶点调节的先导化合物提供了实验依据。
**论文解读：基于CDCA的胆汁酸半合成衍生物抗炎活性及多靶点作用机制研究**
**1. 研究背景与问题**
急性与慢性炎症性皮肤病是临床常见的疾病类型，其病理生理机制复杂，涉及皮肤屏障功能障碍、变应原暴露以及皮肤-肠道微生物群改变等多因素。银屑病（Psoriasis）等疾病的核心病理特征为免疫失调，其中T细胞亚群（如Th1、Th17、Th22）在驱动皮肤炎症中发挥关键作用。因此，寻找新型策略以缓解皮肤炎症仍是重要的治疗目标。胆汁酸（Bile acids）是胆固醇分解代谢的最终产物，除促进胆汁流动外，还展现出广泛的生物活性，包括抗炎、抗癌及神经保护作用。鹅去氧胆酸（CDCA）作为人体肝脏合成的主要初级胆汁酸之一，已被用于治疗脑腱黄瘤病（CTX），并显示出抗白血病活性。然而，CDCA在皮肤炎症中的直接作用和机制尚不明确。此外，尽管CDCA及其代谢物（如熊去氧胆酸（UDCA）和石胆酸（LCA））在肠道炎症中表现出抗炎效果，但其对皮肤局部炎症的直接影响，尤其是通过局部给药途径，仍需进一步探索。同时，1,2,3-三唑（1,2,3-triazole）结构单元因其优良的理化性质，常被用于药物分子杂合以增强生物活性，但将其引入CDCA骨架后对炎症调节活性的影响尚不清楚。
**2. 研究目的与内容**
本研究旨在通过半合成方法制备一系列CDCA及其C-3和C-24位取代的1,2,3-三唑杂合物，系统评估它们在急性TPA诱导的小鼠耳水肿模型中的抗炎活性，并探讨CDCA通过多靶点调节炎症通路的分子机制。
**3. 主要关键技术方法**
研究人员采用体内药理学模型与计算化学相结合的策略。主要关键技术包括：1）**TPA诱导的小鼠急性与慢性耳水肿模型**（动物来源：墨西哥瓜纳华托大学动物设施），用于评估化合物的体内抗炎活性；2）**分子对接（Molecular Docking）**，使用GNINA软件，结合深度学习增强的CNN评分方法，预测CDCA与八个炎症相关靶蛋白（包括FXR、GCR、MNR、TNF-α、IL-1β、NF-κB p65、IF-λ1和COX-2）的结合模式与亲和力；3）**分子动力学模拟（MDS, Molecular Dynamics Simulations）**，使用Amber24软件，对每个复合物进行500纳秒的显式溶剂模拟，以评估结合稳定性和构象变化；4）**终点自由能计算（MM/GBSA）**，用于估算结合自由能，并解析关键残基的能量贡献。
**4. 研究结果**
**4.1. 1,2,3-三唑连接的CDCA杂合物的合成**
研究人员通过点击化学（CuAAC）策略，成功合成了三种新型CDCA杂合物：苄基-1,2,3-三唑基甲基鹅去氧胆酸盐（化合物2）、甲基-3-苯基-1,2,3-三唑基鹅去氧胆酸盐（化合物6）以及一个1,2,3-三唑连接的鹅去氧胆酸二聚体（化合物7）。此外，还合成了关键中间体化合物1、5和8。
**4.2. CDCA及1,2,3-三唑杂合物对急性TPA诱导耳水肿的体内抗炎作用**
在急性TPA诱导的小鼠耳水肿模型中，局部应用CDCA（2 mg/耳）显示出显著的抗炎效果（>75%），与阳性对照药吲哚美辛（68%）相当。然而，所有1,2,3-三唑连接的CDCA杂合物（化合物2、6和7）均未表现出抗炎活性。相比之下，其前体化合物1、5和8显示出至少30%的炎症抑制效果。组织学分析进一步证实，CDCA能有效抑制炎症细胞浸润，减轻耳组织厚度。这表明，1,2,3-三唑环的引入反而抑制了CDCA的抗炎活性。
**4.3. CDCA对慢性皮肤炎症的抗炎效果**
在慢性TPA诱导的耳水肿模型中，口服CDCA（1, 10, 50 mg/kg）显示出剂量依赖性的抗炎作用，其中50 mg/kg剂量组的抗炎效果与吲哚美辛（8 mg/kg）相当。CDCA处理组显著降低了炎症组织中一氧化氮（NO）的水平，抑制了炎症细胞浸润和表皮增生，效果与吲哚美辛组及未处理组（basal）相似。
**4.4. CDCA的急性毒性评估**
研究显示，单次口服给予CDCA（500 mg/kg）未引起小鼠体重、器官重量（心、肾、脾、肝）的显著变化，也未观察到任何行为或形态学毒性迹象，表明在该剂量下CDCA的急性毒性较低。
**4.5. CDCA的分子对接、亲和力计算及理化性质预测**
分子对接结果显示，CDCA与八个靶蛋白均能结合，CNN预测的亲和力范围为-6.5至-12.7 kcal·mol
-1。其中，与FXR的结合亲和力最高（-12.7 kcal·mol
-1），其次为GCR和MNR。CDCA还与关键炎症介质TNF-α和NF-κB p65表现出强结合。ADMET预测表明，与衍生物相比，CDCA具有最平衡的类药理化性质，分子量、拓扑极性表面积（TPSA）和可旋转键数量均符合口服药物特性。
**4.6. CDCA与八个靶蛋白的分子动力学模拟（MDS）**
500纳秒的MDS结果表明，CDCA与FXR、GCR和MNR的复合物在整个模拟过程中保持稳定，均方根偏差（RMSD）较低。CDCA与TNF-α和NF-κB p65的复合物也表现出相对稳定的相互作用。结果强调了CDCA的强疏水性和氢键供体/受体基团对其与不同靶点结合稳定性的关键作用。
**4.7. MM/GBSA结合自由能计算**
MM/GBSA计算确认了对接的亲和力趋势。FXR、GCR和MNR显示出最有利的总结合自由能（ΔGbind），主要驱动力为范德华力和静电相互作用。TNF-α、IL-1β和NF-κB p65也显示出较低的ΔGbind值，表明CDCA可能与这些炎症介质发生稳定相互作用。能量分解分析揭示了关键残基的贡献，如FXR结合口袋中的Tyr358、His444等。
**5. 讨论与结论**
本研究成功开发了一种高效合成新型1,2,3-三唑连接CDCA杂合物的方法，并证实了CDCA在急性和慢性TPA诱导的皮肤炎症模型中具有显著的抗炎活性，效果与吲哚美辛相当。整合的计算机模拟研究（分子对接、MDS和MM/GBSA）为CDCA与多个不同靶蛋白（包括核受体FXR、炎症介质TNF-α和IL-1β，以及转录调节因子NF-κB p65）的相互作用提供了机制框架。研究结论表明，CDCA可能通过同时作用于多个炎症信号枢纽（多靶点调节）来发挥其广泛的药理效应。然而，直接定量评估NF-κB p65核转位及TNF-α/IL-1β表达水平的生化验证实验（如Western blotting和定量RT-PCR）仍需开展，以实验证实计算预测的多靶点调节作用。总之，本研究将CDCA定位为设计靶向复杂炎症网络的胆汁酸衍生分子的有前景的先导化合物。
