《iScience》：Green synthesis of pyridine-benzofuran hybrids with anti-inflammatory activity alongside in silico study
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一组具有抗炎活性的吡啶-苯并呋喃杂合衍生物，通过温和高效的多组分反应，由2-乙酰基苯并呋喃和天然醛类化合物合成得到。利用红外光谱（IR）和核磁共振波谱（NMR）对结构进行了确认。在成年雄性大鼠角叉菜胶诱导的足爪肿胀模型中评估了抗炎效果。在所有受试化合物中，化合
一组具有抗炎活性的吡啶-苯并呋喃杂合衍生物，通过温和高效的多组分反应，由2-乙酰基苯并呋喃和天然醛类化合物合成得到。利用红外光谱（IR）和核磁共振波谱（NMR）对结构进行了确认。在成年雄性大鼠角叉菜胶诱导的足爪肿胀模型中评估了抗炎效果。在所有受试化合物中，化合物7a和7e表现出最强的剂量依赖性抑制活性，在200 mg/kg剂量下分别达到61.2%和60.3%的抑制率（??p < 0.001），与吲哚美辛（10 mg/kg剂量下78.5%抑制率）相比。针对COX-2受体的分子对接研究表明，化合物7a、7b和7f具有最优的结合能（低于-8 kcal/mol）。综合体内和计算机模拟结果，化合物7a和7f成为最优候选化合物。选择化合物7a进行100 ns的分子动力学模拟，结果证实了配体-蛋白质复合物的稳定性以及与该酶的持续有效相互作用，确立了7a作为有前景的抗炎先导候选物。
论文解读：吡啶-苯并呋喃杂合体的抗炎活性研究与计算机模拟分析
研究背景与目标
炎症是机体应对物理损伤、缺血、感染、毒素等多种刺激产生的生物学反应。适度的炎症有助于组织修复，但若致病因素持续存在或调控失衡，则会导致不可逆损伤，并进而引发自身免疫病、癌症、阿尔茨海默病和糖尿病等慢性疾病。目前临床最常用的抗炎镇痛药物为非甾体抗炎药（NSAIDs），其核心机制是通过干扰花生四烯酸代谢通路、抑制血栓素和前列腺素合成而抑制环氧合酶（COX）活性。COX存在两种亚型：COX-1参与胃黏膜保护和血小板血栓素合成，COX-2则在炎症刺激下诱导表达。为减少胃肠道损伤，药物研发转向选择性COX-2抑制剂（如塞来昔布、罗非昔布等），但此类药物随后被发现与心血管事件风险升高相关，部分药物已撤市。天然产物因其多靶点、低毒和低免疫原性在抗炎治疗中具有优势，多种天然醛类（如香兰素、苯甲醛、水杨醛、肉桂醛等）和苯并呋喃衍生物均表现出显著抗炎活性。基于药效团杂交策略，将苯并呋喃骨架与天然醛来源的取代基引入同一分子，可能获得兼具活性与合成可行性的新化合物。多组分反应（MCR）可在单一步骤中快速构建复杂结构，减少合成步骤并提高产率，符合绿色化学原则。基于此，研究人员设计并合成了系列吡啶-苯并呋喃杂合衍生物，利用动物模型评价其抗炎活性，并通过分子对接和分子动力学（MD）模拟探究其与COX-2的相互作用。
主要技术方法
研究人员采用多组分反应合成目标化合物：以水杨醛和氯丙酮为原料经缩合环化制得1-(苯并呋喃-2-基)乙酮，再与丙二腈、芳香醛及乙酸铵在乙醇中回流反应，一锅法构建吡啶-苯并呋喃杂合骨架（化合物7a–7f）。结构经熔点、红外光谱（IR）、1H NMR及13C NMR确证。抗炎活性采用成年雄性Wistar大鼠（180–200 g，8–10周龄）角叉菜胶诱导足爪肿胀模型，受试化合物设50、100、200 mg/kg三个剂量腹腔注射，以吲哚美辛（10 mg/kg）为阳性对照，足爪体积用体积描记器测量。分子对接使用AutoDock 4.2，以COX-2晶体结构（PDB ID: 6BL3，分辨率2.2 ?）为靶标，计算结合能与抑制常数（Ki）。分子动力学模拟采用GROMACS 2022与GROMOS力场，对7a–COX-2复合物进行100 ns模拟，分析RMSD、RMSF、回旋半径（Rg）和氢键。
研究结果
合成与结构表征：通过IR、1H NMR和13C NMR确认化合物结构。IR显示3,215–3,492 cm?1处有NH/OH伸缩振动吸收，2,261–2,341 cm?1处有C≡N吸收，1,588–1,600 cm?1处有吡啶环C=N吸收。1H NMR中NH?质子信号在δ 8.61–8.86 ppm，吡啶环芳质子在δ 8.13–8.33 ppm。13C NMR中化合物7c的甲氧基碳在δ 56.5 ppm，7f的异丙基碳在δ 22.8–32.8 ppm。
抗炎活性：在角叉菜胶诱导足爪肿胀模型中，所有化合物均显示一定抗炎作用。其中化合物7a和7e在100 mg/kg剂量下抑制率分别为61.2%和63.2%（???p < 0.001）；在200 mg/kg剂量下，7a、7e、7f的抑制率分别为57.6%、62.7%、60.3%（???p < 0.001），均显著低于吲哚美辛78.5%的抑制率。7a和7f在50 mg/kg时即有35.5%和36.5%的抑制率，且呈剂量依赖性。7c在50 mg/kg时显示促炎效应（-11.1%），但200 mg/kg时抗炎活性明显增强。化合物7e在100 mg/kg时达到最大效应，200 mg/kg时未进一步增加，提示剂量-反应曲线出现平台期。
分子对接：所有化合物均与COX-2活性位点结合，其中化合物7f结合能最低（-8.59 kcal/mol，Ki=502.8 nM），与His90、Tyr355、Arg120等残基形成疏水相互作用。7a和7b结合能分别为-8.14和-8.03 kcal/mol，7b与Tyr385、Ser530、Leu352形成氢键。7e通过羟基与Tyr385、Leu352、Val523形成氢键。7c和7d结合能较弱（-7.49和-7.40 kcal/mol），Ki大于3 μM。
分子动力学模拟：选择7a进行100 ns MD模拟。RMSD显示体系约30 ns后达到构象稳定，波动≤3 ?，蛋白质整体结构稳定。RMSF分析显示配体结合态的平均波动（0.13 nm）低于游离态（0.17 nm），表明结合后酶残基活动受限。Rg分析显示配体结合态平均Rg（约9 ?）低于游离态（约10 ?），说明配体诱导蛋白质更紧凑。氢键分析表明模拟时间内配体与蛋白质间至少形成一个氢键，确保化合物正确定向。
结论与讨论
本研究通过温和高效的多组分反应合成了六种新型吡啶-苯并呋喃杂合衍生物，并经波谱学方法确证结构。体内抗炎活性筛选显示化合物7a和7e在角叉菜胶诱导模型中表现出最佳剂量依赖性抑制效果，7a和7f在50 mg/kg时即有效。分子对接显示7a、7b、7f与COX-2有良好结合能力，其中7f结合能最优，7a和7b次之。综合体内与计算机模拟结果，7a和7f为最优候选物。7a的100 ns MD模拟证实其与COX-2形成稳定复合物，提示其可作为抗炎先导化合物。需要指出的是，本研究有效剂量高于参照药，且缺乏直接体外COX-2抑制和亚型选择性实验（COX-1 vs. COX-2），需进一步结构优化和机制验证。该研究为基于天然醛类和苯并呋喃骨架的抗炎药物设计提供了新思路和新先导分子。
