《Bioorganic Chemistry》：C-1 functionalization of the marinoquinoline scaffold generates novel and selective inhibitors of
Toxoplasma gondii and
Trypanosoma cruzi
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摘要弓形虫病和恰加斯病均为寄生虫病，现有治疗方法受限于毒性及疗效欠佳。马里诺喹啉（Marinoquinolines）近期作为有前景的抗寄生虫支架受到关注，然而其核心结构中1位的结构修饰尚未被探索。本文报道了13种新型C-1位官能化马里诺喹啉衍生物的合成及其生物学评价。这些化合
摘要
弓形虫病和恰加斯病均为寄生虫病，现有治疗方法受限于毒性及疗效欠佳。马里诺喹啉（Marinoquinolines）近期作为有前景的抗寄生虫支架受到关注，然而其核心结构中1位的结构修饰尚未被探索。本文报道了13种新型C-1位官能化马里诺喹啉衍生物的合成及其生物学评价。这些化合物通过Pictet–Spengler环化反应、卤化反应和Heck偶联反应获得，并对细胞内弓形虫（Toxoplasma gondii）速殖子和细胞内克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）无鞭毛体进行了活性评估。以人包皮成纤维细胞（HFFs）评估细胞毒性，并通过计算机模拟（in silico）预测了ADME及毒性性质。所有衍生物均表现出抗T. gondii活性，EC50值为0.61至8.29 μM，选择性指数（SI）为15至超过327。针对T. cruzi，各化合物的EC50值介于6至98 μM之间，SI值为1至超过21。超过半数衍生物的CC50值高于200 μM，表明其对宿主细胞毒性较低。大部分化合物预计具有较高的胃肠道吸收率，其中三种化合物显示出可穿透血脑屏障的预测特性。这些结果表明，马里诺喹啉支架在1位的官能化具有良好的耐受性，并生成了具有强效抗寄生虫活性和良好选择性谱的化合物。此外，本研究首次提供了马里诺喹啉具有抗T. cruzi活性的证据，凸显该支架作为抗寄生虫药物发现的有前景平台。
引言
马里诺喹啉是一类独特的天然产物，其特征为3H-吡咯并[2,3-c]喹啉骨架[1]。这些化合物最早由[2]从海洋细菌泰国雷普利丝菌（Rapidithrix thailandica）中分离出A-马里诺喹啉后所描述。此后，马里诺喹啉因其多样的生物活性而引起了广泛关注，包括乙酰胆碱酯酶抑制作用[3]、对结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）谷氨酸-5-激酶的抑制作用[4]，以及对恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）[5]和弓形虫（Toxoplasma gondii）[6]、[7]的抗寄生虫活性。与该骨架相关的广泛生物活性谱凸显了其作为开发新型抗寄生虫药物之有前景平台的潜力。
弓形虫（Toxoplasma gondii）是弓形虫病的病原体，是一种全球分布的专性细胞内顶复门寄生虫。据估计，全球约25%–30%的人口曾暴露于该寄生虫，其中拉丁美洲和非洲热带地区的发病率最高[8]。目前治疗主要依赖甲氧苄啶和磺胺嘧啶的联合用药，并辅以叶酸以降低血液系统毒性。尽管该方案对活跃复制的速殖子有效，但无法消除潜伏的组织包囊，且伴随显著的不良反应，包括甲氧苄啶的致畸潜力[9]。这些局限性突显了迫切需要更安全、更有效的替代治疗方案。
恰加斯病由原虫寄生虫克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）引起，仍是拉丁美洲主要的被忽视热带病，且因人口流动性而日益被认为是全球公共卫生问题。该寄生虫主要通过接触受感染的锥蝽在吸血过程中或吸血后排泄的粪便而传播，此外经口传播、输血传播、器官移植传播和先天性感染也是疾病传播的重要途径[10]。慢性感染可能导致严重的临床表现，包括心肌病、卒中、巨食管和巨结肠[11]。目前的化学治疗药物仅限于苯硝唑和尼氟尔莫，二者在感染慢性期疗效均有所降低，且常引发头痛、恶心、呕吐、皮炎和周围神经病变等不良反应[12]。
弓形虫病和恰加斯病治疗中面临的共同挑战——包括毒性、疗效欠佳以及慢性或潜伏期形式的持续存在——突显了开发具有改善选择性及安全性特征的 novel 抗寄生虫支架的必要性。鉴于先前已报道马里诺喹啉衍生物具有有前景的生物活性[4]、[5]、[6]、[7]，本研究评价了一系列新合成的凹缺马里诺喹啉类似物对T. gondii和T. cruzi的体外活性，并结合计算机模拟分析以支持未来先导化合物的优化工作。
尽管先前的构效关系研究中已探索了马里诺喹啉骨架的若干结构区域，但C-1位的官能化（图1）在很大程度上仍未被探索。为了研究该位点修饰的影响，本研究利用Heck反应设计了一系列C-1取代衍生物，使具有不同结构和电子特性的取代基得以引入。该策略使与相应的非官能化类似物进行直接比较成为可能，从而评估C-1取代对马里诺喹啉骨架生物活性的影响。此外，所得到的C-1位官能化衍生物构成了多功能合成中间体，可能促进未来开发具有增强抗寄生虫特性的杂合体分子。总体而言，对马里诺喹啉骨架C-1位进行官能化的目标包括：1) 探索C-1位取代基以获得新型生物活性；2) C-1位是具有活性的吲哚类似位置，可能引起不良效应；3) 可提供用于制备具有双重活性的杂合物的连接点，和/或一旦确定后可引导马里诺喹啉靶向特定目标；4) 为具有相关生物活性的多样性导向化合物提供新的切入点。
章节摘要
新型马里诺喹啉衍生物的合成
合成路线始于吡咯甲氧苯胺2的制备（图2），该关键中间体此前已在文献中有所描述[5]。随后对该中间体进行Pictet–Spengler环化反应[13]、[14]。选取醛3a和3b作为反应试剂，反应在三氟乙酸（TFA）/二甲基亚砜（DMSO）体系或在对甲苯磺酸（TsOH）、苯并三氮唑和甲苯（PhMe）混合物中进行，得到化合物4
讨论
弓形虫病和恰加斯病在全球范围内仍是重大的公共卫生挑战，特别是在诊断和治疗获取途径往往有限的中低收入国家。尽管两种疾病在临床上具有重要意义，但目前可用的治疗方案远非理想，伴随毒性、疗程长以及对慢性或潜伏期感染阶段疗效有限等问题。因此，发现新型化学支架
一般注意事项
除实验步骤中另有说明外，所有试剂均直接采用商业供应商提供的原始产品，未经进一步纯化。四氢呋喃和甲苯使用MBRAUN MB-SPS溶剂纯化系统干燥，而无水反应中使用的所有其他溶剂均按照此前已描述的方法进行纯化[18]。
化学反应进程以及纯化过程中所分离组分的分析，均通过
CRediT作者贡献声明
Tayline Torres：撰写——初稿、调查研究、形式化分析。Ana Luiza Moreira Silva：撰写——初稿、调查研究、形式化分析。Gabriela Pereira dos Santos：撰写——初稿、调查研究、形式化分析。Ingrid de Oliveira Dias：撰写——初稿、形式化分析。Carlos Roque Duarte Correia：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取、概念构思。Juliana Quero Reim?o：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取
资金来源
本研究获得了圣保罗研究基金会（FAPESP）的资助（项目编号：2018/18954-4和2020/03399-5，资助J.Q.R.；以及2014/25770-6、2014/07600-3和2025/08477-8，资助C.R.D.C.）和巴西国家研究委员会（CNPq）的资助（项目编号：406643/2018-0和306773/2018-0，资助C.R.D.C.；307299/2026-0，资助J.Q.R.）。A.L.M.S获得CAPES奖学金（88887.838533/2023-00）；T.T.、G.P.S.和I.O.D.获得FAPESP奖学金（2024/10179-2、2024/15691-3
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的可能影响本文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。
Tayline Torres | Ana Luiza Moreira Silva | Gabriela Pereira dos Santos | Ingrid de Oliveira Dias | Carlos Roque Duarte Correia | Juliana Quero Reim?o
弓形虫病及其他疾病创新疗法替代来源的预临床测试与研究实验室（PARASITTOS），巴西Jundiaí医学院，Jundiaí 13202-550，巴西
