《Letters in Drug Design & Discovery》：Environmentally benign synthesis, characterization, and
in vitro anticancer and anti-TB activity of indolizines, along with anti-TB and anticancer docking studies
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摘要翻译：
背景：耐药结核病和癌症的日益流行，加上当前治疗药物的局限性，凸显了迫切需要新型多靶点分子骨架。
方法：本研究采用环境友好策略合成了一系列新型吲哚嗪衍生物（4a–f），旨在减少环境废物、降低经济成本，同时提高反应效率和产物稳定性。通过薄层色谱监测反应
摘要翻译：
背景：耐药结核病和癌症的日益流行，加上当前治疗药物的局限性，凸显了迫切需要新型多靶点分子骨架。
方法：本研究采用环境友好策略合成了一系列新型吲哚嗪衍生物（4a–f），旨在减少环境废物、降低经济成本，同时提高反应效率和产物稳定性。通过薄层色谱监测反应进程，并使用柱色谱纯化产物。所有合成化合物的分子结构均通过使用FT-IR、HRMS、1H NMR和13C NMR的综合波谱分析得到明确确认。使用Schr?dinger Maestro界面针对四个结核病相关靶蛋白（PDB: 4R9R, 7WVZ, 1ZVW, 6J2V）和四个癌症相关蛋白靶点（PDB: 3D3P, 6Z4B, 5EW3, 1M17）进行分子对接研究，其中化合物表现出优异的氢键相互作用和有利的对接分数。通过MTT法评估了合成衍生物对A549肺癌细胞系的体外抗癌活性。
结果：化合物4d（IC?? = 9.09 μM）、4b（IC?? = 15.27 μM）和4a（IC?? = 23.89 μM）显示出接近参考标准阿霉素（IC?? = 8.73 μM）的细胞毒性活性，从而验证了针对癌症靶蛋白（PDB: 1M17）的分子对接结果。针对结核分枝杆菌H37Rv的平行抗结核评估显示，化合物4a、4b和4c在低最低抑菌浓度值下具有强效抑制活性，同时对正常Vero细胞表现出极低的细胞毒性，证实了针对InhA靶点（PDB: 4R9R）的分子对接结果。
结论：综合绿色合成方案、全面的结构表征、多靶点对接模拟和体外生物学评估，这些吲哚嗪衍生物有望成为抗结核和抗癌药物发现的双功能骨架，值得进一步的药理学研究。
论文解读文章：
研究背景与问题：结核病和癌症是全球范围内严重威胁人类健康的重大疾病。耐药结核分枝杆菌菌株的出现，如耐多药结核病和广泛耐药结核病，使得现有治疗方案疗效降低且疗程漫长。同时，癌症因其病因复杂、异质性高以及对常规疗法耐药性的增加，仍是全球健康的主要威胁之一。因此，迫切需要开发具有新作用机制的新型多靶点药物分子。含氮杂环化合物，特别是吲哚嗪（indolizine）衍生物，因其独特的双环稠合结构和丰富的药理活性，包括抗微生物、抗病毒、抗结核和抗癌等，成为药物研发中备受关注的骨架。然而，传统合成吲哚嗪的方法通常涉及多步反应、高温、有害有机溶剂和化学计量金属催化，不符合绿色化学原则。因此，亟需开发环境友好、高效且经济的合成策略。
研究内容与结论：研究人员采用绿色合成方案，以取代苯甲酰溴和取代吡啶为原料，在室温下以丙酮为溶剂生成吡啶鎓盐，随后与缺电子炔烃（如丙炔酸甲酯和丁炔二酸二甲酯）在DMF和K?CO?存在下环化，合成了一系列新型吲哚嗪衍生物（4a–f）。该合成方法具有反应条件温和、能耗低、减少有害试剂使用等优点。所有化合物的结构通过FT-IR、HRMS、1H NMR和13C NMR波谱分析得以确认。通过Schr?dinger Maestro软件（v14.2）的Glide模块，在标准精度模式下，对四种结核病相关靶蛋白（InhA、KasA、邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶、BioA）和四种癌症相关靶蛋白（PDE4B、VEGFR2、EGFR野生型和突变型）进行了分子对接研究。体外抗癌活性通过MTT法评估了对A549肺癌细胞系的细胞毒性，体外抗结核活性通过微板Alamar Blue测定法评估了对结核分枝杆菌H37Rv的抑制作用，同时评估了化合物对Vero细胞的毒性。
关键技术方法：研究人员采用了以下主要技术方法：1）绿色合成方案，包括吡啶鎓盐形成与环化反应；2）波谱表征技术（FT-IR、HRMS、1H NMR、13C NMR）用于结构确证；3）分子对接模拟（Schr?dinger Maestro v14.2，Glide SP模式）用于预测配体-靶蛋白结合亲和力；4）体外抗癌活性评估（MTT法，A549细胞系）；5）体外抗结核活性评估（MABA法，结核分枝杆菌H37Rv菌株）；6）细胞毒性评估（MTT法，Vero细胞）。样本来源：A549细胞系和Vero细胞系，以及结核分枝杆菌标准菌株H37Rv（ATCC-27294）。
研究结果：
4.1. 对接研究：分子对接结果显示，合成的吲哚嗪衍生物对结核病和癌症靶蛋白表现出靶点依赖性结合行为。对于结核病靶点，单羧酸酯衍生物（4a–c）在InhA（4R9R）和BioA（6J2V）靶点表现出更强结合，其中4a对InhA的对接分数为–7.445 kcal/mol，优于异烟肼（–6.0 kcal/mol）；而二甲基二羧酸酯衍生物（4d–f）对KasA（7WVZ）和邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶（1ZVW）靶点结合更好，4d对KasA的对接分数为–6.866 kcal/mol，优于异烟肼（–5.8 kcal/mol）。对于癌症靶点，单羧酸酯衍生物在PDE4B（3D3P）和EGFR（6Z4B）靶点优先结合，其中4a对EGFR（6Z4B）的对接分数达到–9.962 kcal/mol，远优于吉非替尼（–7.4 kcal/mol）；而二甲基二羧酸酯衍生物对VEGFR2（5EW3）有选择性结合，4d对野生型EGFR（1M17）的对接分数为–8.001 kcal/mol，接近厄洛替尼（–8.311 kcal/mol）。结构-活性关系分析表明，卤素取代类型（氟优于氯优于溴）和酯基取代模式（单羧酸酯或二羧酸酯）显著影响结合亲和力。
4.2. 体外抗癌活性：MTT法检测显示，化合物4d（IC?? = 9.09 μM）、4b（IC?? = 15.27 μM）和4a（IC?? = 23.89 μM）对A549细胞具有接近阿霉素（IC?? = 8.73 μM）的细胞毒性活性。其中4d的活性最强，氟取代基提供了最优的电子和空间效应。SAR分析表明，氟取代化合物的活性优于氯和溴取代化合物，且单羧酸酯衍生物活性高于二羧酸酯衍生物。这些结果与针对EGFR（1M17）的对接分数高度一致，验证了对接预测的可靠性。
4.3. 体外抗结核活性：MABA法结果显示，化合物4a、4b和4c在25 μM浓度下对结核分枝杆菌H37Rv抑制率>90%，其MIC值分别为0.19、0.28和0.42 μM，优于异烟肼（MIC = 0.56 μM）。而4d–f的MIC值较高（24.5–32.0 μM）。Vero细胞毒性评估显示，4a–c在10倍MIC浓度下细胞存活率均大于80%，表明其选择性较好。对接研究证实这些化合物与InhA靶点（4R9R）具有强结合，与体外活性相符。
讨论与结论：本研究成功实现了吲哚嗪衍生物的绿色合成，并通过多靶点对接和体外生物学评价验证了其作为抗结核和抗癌双功能药物的潜力。化合物4a和4d分别是最有希望的抗结核和抗癌先导化合物。研究结果凸显了吲哚嗪骨架作为多靶点药物研发平台的价值。未来研究将包括全面的ADMET预测、分子动力学模拟和体内药效学评估，以进一步确证其治疗潜力。该研究发表于《Letters in Drug Design》。
