寄生虫病媒介螺类化学防控先导化合物的结构优化及杀螺作用机制探索
批准号:
82072309
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
段李平
依托单位:
学科分类:
传染病媒介生物
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
段李平
中文摘要
寄生虫病是危害我国群众身体健康的重要公共卫生问题之一。螺传寄生虫病是指由螺类作为传播媒介或因食用未煮熟的螺类而引发的寄生虫病。药物灭螺是控制螺传寄生虫病的有效手段。但目前世界卫生组织唯一推荐使用的杀螺剂——氯硝柳胺对水生类动物尤其是鱼类毒性极强。寻找高效、低毒的全新结构灭螺候选药物是当前杀螺药物研究的重点。因此,本研究团队以我国寄生虫病(血吸虫病、广州管圆线虫病和布氏姜片虫病)的螺传媒介钉螺、福寿螺和扁卷螺为实验对象,对先期获得的灭螺先导化合物H1714(专利申请号CN201710941579.5)的结构进行优化改造,通过实验室和田间试验开展灭螺效果评价,并对非靶向生物进行安全性评估, 筛选出一类广谱高效的新型杀螺剂;同时,利用分子探针技术深入探讨杀螺机制,为开发新的杀螺剂提供作用靶点。
英文摘要
Parasitic diseases are one of the most important public health problems in China. Snail borne parasitic diseases are parasitic diseases caused by the serves of snails as vectors or by the consumption of undercooked snails. Using Chemical molluscicides is one of the effective methods to control snail borne diseases. Niclosamide (5-chloro-N-(2-chloro-4-nitrophenyl)-2-hydroxybenzamide) is the only commercially available molluscicide recommended by World Health Organization . However, it is toxic to fish and other aquatic animals, which limits its application in aquaculture areas. The development of potent molluscicides with low environmental toxicity is in urgent need. Therefore, this research will take parasitic disease in our country (Schistosomiasis, Guangzhou angiostrongylus cantonensis disease and Fasciolopsis buski disease) , Oncomelania hupensis, Biomphalaria straminea and apple snail as experimental object. The structure of the lead molecule H1714 (patent no. CN201710941579.5) will be optimized and modified. Through the laboratory and field experiments for snail control effect evaluation, and carries on the safety assessment of the non-targeted creature, a kind of broad - spectrum and high - efficiency novel molluscicide is found.The molecular probe technique will be used to probe into the mechanism of it in order to provide a target for the development of new molluscicide.
由螺传播的媒传寄生虫病可通过有效控制螺类措施来阻断疾病的传播,然而至今缺乏有效靶向灭螺化学药物及发现相关灭螺靶点。本项目旨在对前期发现的先导分子H1714吡螺脲进行结构优化改造、开展灭螺效果评价、构效关系分析、毒理学研究和杀螺机制探索。本项目系统地完成了先导化合物的结构优化,合成了5类共202个全新结构的化合物。实验室和现场灭螺的药效证明优化方向正确,部分化合物优于前期的灭螺先导化合物H1714。同时通过构效关系阐明了先导化合物各有效结构位点,形成了理论。2个优选分子吡啶溴代乙酰胺(H2209)和噻吩溴代乙酰胺(H2212)表现优秀。其中,化合物吡啶溴代乙酰胺H2209对钉螺3 d的浸杀LC50别为0.10 mg/L,喷洒3d的LC50分别为0.31/m2;对福寿螺成螺的72 h LC50为0.25 ± 0.10 mg/L,对扁卷螺的72 h LC50为0.5 ± 0.08mg/L,均优于化合物H1714吡螺脲的药效。化合物H2209在杀螺高效的同时,对鱼类和虾类的毒性显著低于氯硝柳胺。对鲤鱼苗72h LC50为50.28 mg/L对试验虾72 h的LC50值为60.63 mg/L(毒性等级都为低毒)。同时按照《农药登记毒理学试验方法》评价吡啶溴代乙酰胺对小鼠的急性经口毒性为低毒。在杀螺机制探索方面,利用转录组学和差异蛋白质组学技术比较分析化合物H1714吡螺脲施药后螺的差异基因和蛋白,在保留灭螺活性的基础上,构建生物素—吡螺脲的探针分子,结合液相色谱和质谱分析确定相关蛋白信息。将探针钓靶结果和多重组学分析结果进行联合分析,发现糖酵解通路中的磷酸果糖激酶(PFK)在给药后表达都有所下调。开展基因序列分析以及克隆、表达、纯化工作,分析候选化合物对靶蛋白活性的调节模式,并利用同源模建和分子对接法预测候选化合物和靶蛋白的相互作用方式从而确定糖酵解通路中的PFK酶是作用靶点。综上,本项目发现的新药靶,在国际灭螺药物领域处于领先水平,为靶向灭螺新药研发提供了良好的发现机制和创新原动力;本项目获得了1个灭螺高效、安全性好、成药性强且具自主知识产权的全新候选药物吡啶溴代乙酰胺H2209,对进一步开发灭螺原研药具有重要的理论和实际应用价值。
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