《Pharmaceuticals》：Linker Engineering of Hybrid Triazole-Thiazolidine Antifungals Identifies a Promising Lead Against Drug-Resistant Candida Species
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背景：抗真菌耐药性的出现和临床上可用抗真菌药物类别的有限性，使得开发具有改善疗效和安全性的新药物成为必要。研究人员研究了连接子结构如何影响杂化三唑-噻唑烷衍生物的抗真菌活性和先导特性。方法：合成并表征了一个包含烷基胺、酰胺、环状胺、2-羟丙基和噻西泮连接子的三
背景：抗真菌耐药性的出现和临床上可用抗真菌药物类别的有限性，使得开发具有改善疗效和安全性的新药物成为必要。研究人员研究了连接子结构如何影响杂化三唑-噻唑烷衍生物的抗真菌活性和先导特性。方法：合成并表征了一个包含烷基胺、酰胺、环状胺、2-羟丙基和噻西泮连接子的三唑-噻唑烷杂化物重点库。针对念珠菌、烟曲霉、皮肤癣菌和新生隐球菌的参考菌株和临床分离株评估了抗真菌活性。通过分子对接分析了构效关系。选定的化合物进一步通过SCRAPPY分析、荧光显微技术、哺乳动物细胞毒性测试、急性口服毒性研究以及微粒体稳定性评估和与人类CYP450（细胞色素P450）同工酶的相互作用进行了评估。结果：连接子结构强烈影响了抗真菌效力。含有酰胺和环状胺的杂化物通常活性最高，而简单的烷基酰胺衍生物显示出较窄的活性谱。化合物28成为最有前景的先导化合物，对几种念珠菌分离株表现出低于微克的最小抑制浓度（MIC）值，特别是对近平滑念珠菌，并对耐唑类的白念珠菌菌株保留了可测量的活性。对接生成了推定的CYP51结合模型，而SCRAPPY分析和荧光显微技术揭示了类似唑类的细胞反应，与甾醇相关稳态的扰动一致。化合物28在急性口服研究中以300 mg/kg的剂量被耐受，但表现出浓度和时间依赖性的细胞毒性，以及快速的CYP3A4介导的微粒体代谢。结论：连接子结构的系统变异确定了化合物28作为一种有前景的探索性抗真菌先导化合物。进一步的优化应侧重于改善代谢稳定性和细胞毒性，并伴随直接靶标验证、药代动力学表征和体内疗效研究。
侵袭性真菌感染构成了严峻的临床挑战，而临床上可用的抗真菌药物有限且毒副作用明显。尤其是唑类药物的作用靶点羊毛甾醇14α-脱甲基酶（CYP51）常发生突变或过表达，加上外排泵表达增加等机制，导致耐药性问题日益突出。此外，现有CYP51抑制剂易与人类细胞色素P450同工酶发生脱靶相互作用，引发药物毒性。为研发兼具高效与高选择性的新分子，研究人员基于杂化分子设计策略，将三唑药效团与含硫杂环结合，探究了不同连接子结构对三唑-噻唑烷杂化物抗真菌活性的影响，相关成果发表在《Pharmaceuticals》期刊上。
研究人员合成了包含烷基胺、酰胺、2-羟丙基和噻西泮等不同连接子的重点化合物库。评估中采用了对照菌株及临床分离株样本队列，运用了肉汤微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）。为探索作用机制，研究人员利用分子对接模拟推定的CYP51结合模式，采用流式细胞术SCRAPPY分析蛋白丰度，借助荧光显微技术观察酵母细胞表型。此外，通过MTT法等评估了哺乳动物细胞毒性，进行了小鼠急性口服毒性测试，并利用人肝微粒体考察了代谢稳定性及CYP450同工酶相互作用。
关于化学合成，研究人员成功制备了四个系列的杂化化合物。在此过程中，意外发现了由碱诱导的噻唑烷环重排反应，通过断裂与环化，生成了包含氨基甲酸酯片段的七元1,3-噻西泮环结构。借助二维核磁共振波谱及X射线晶体学分析，确认了这些意外转化产物及模型化合物的确切构型。
关于抗真菌活性，通过体外肉汤微量稀释法测试得出，连接子结构对活性影响显著。仅含酰胺连接子的化合物对所有测试菌株表现出高至中等的抗真菌活性，对抗多重耐药耳念珠菌的活性显著优于氟康唑等参考药。含环状胺的化合物中，9g不仅对近平滑念珠菌和白念珠菌活性优异，对多重耐药耳念珠菌也表现出比伏立康唑更强的抑制作用。引入乙酰基或芳酰基取代基则导致抗真菌活性完全丧失，突显了游离或弱取代氨基的重要性。在含有2-羟丙基连接子的衍生物中，化合物28虽然对近平滑念珠菌活性略有下降，但对耐唑类的白念珠菌耐药菌株保留了可观活性，提示增加连接子柔性可能有助于克服抗真菌耐药性。此外，用七元噻西泮环替换噻唑烷环虽保留了对近平滑念珠菌的高活性，却丧失了对耐药白念珠菌的活性。
在分子模型对接研究中，通过模拟配体在CYP51活性位点中的潜在结合模式得出结论：连接子中带有碱性氮原子的化合物可与Tyr118形成阳离子-π相互作用，连接子的延长及特定的立体构型有助于形成额外氢键并增强结合力，从而合理化了观察到的构效关系。
在SCRAPPY分析与表型显微技术研究中，细胞学分析揭示化合物28和6a诱导了与参考唑类药物高度相似的细胞应激反应，即上调麦角甾醇生物合成相关的Erg3和Erg10，增加外排泵Pdr5的表达。荧光显微技术显示这些化合物导致强烈的细胞壁染色及脂滴耗竭，此表型与伏立康azole一致而不同于非特异性膜破坏剂，证实其特异性干扰了甾醇生物合成稳态。
关于细胞毒性与体内急性毒性，通过MTT及ATP依赖发光法测定得出结论：化合物28的细胞毒性表现出浓度和时间依赖性，其作用于哺乳动物细胞的半数细胞毒性浓度（CC50）远高于其抗真菌MIC值。在体内急性口服毒性评估中，单剂量300 mg/kg的化合物28未引起动物死亡或临床中毒迹象，而2000 mg/kg则导致显著死亡率，表明其在该筛查剂量下具有耐受性。
关于代谢稳定性与CYP450相互作用研究测试得出结论：化合物28在人肝微粒体中被迅速代谢，半衰期约为3.9分钟，主要由CYP3A4介导。而化合物35虽具高微粒体稳定性，却强烈抑制CYP3A4和CYP2C9同工酶，具有显著的药物相互作用风险。
结论部分总结道，研究人员通过系统变换连接子结构设计合成了一系列三唑-噻唑烷杂化物，鉴定出化合物28为极具前景的探索性抗真菌先导化合物。它对近平滑念珠菌表现出亚微克级的MIC值，并对耐唑类白念珠菌保留了可测量的活性。急性毒性研究证实其在300 mg/kg剂量下可耐受，但其快速代谢和浓度及时间依赖性细胞毒性是当前主要缺陷。因此，后续的结构优化应集中在通过定位代谢软点以改善代谢稳定性及降低毒性，同时需进行直接的靶标验证、药代动力学表征以及体内疗效评估，并对不同立体异构体及更广泛的真菌病原体谱进行深入探究。
