具有肝靶向作用的Autotaxin变构抑制剂的发现与抗纤维化研究
批准号:
82104003
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
类红瑞
依托单位:
学科分类:
合成药物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
类红瑞
中文摘要
肝纤维化是以细胞外基质过度积聚为特征的创伤修复反应,可导致器官衰竭和肝功能的丧失,最终发展为肝硬化和肝癌。预防或逆转纤维化已成为新型肝脏特异性药物临床试验的主要终点,但目前还没有直接治疗肝纤维化的特效药物。近年来,ATX已被确证为肝纤维化关键血浆标志物之一,选择性抑制ATX,可显著减少致纤维化因子LPA的产生,有效减缓纤维化的进程。本项目拟在前期研究基础上,采用骨架重构及拓扑结构多样性开发技术,开展基于结构的变构ATX抑制剂设计与合成,通过多水平药理活性评价其生物活性,总结构效关系。采用在肝部特异性代谢的磷酸酯前药实现化合物肝部选择性,并对化合物进行药代及毒理试验评价;建立纤维化微组织模型,实现化合物抗纤维化潜力高通量筛选;构建CCl4等多种小鼠肝纤维化模型,系统评价优选化合物的体内抗纤维化效果,阐明化合物的抗纤维化机制,为肝纤维化治疗药物开发提供全新思路。
英文摘要
Liver fibrosis is a wound repair response characterized by excessive accumulation of extracellular matrix, which can lead to loss of liver function and organ failure, and eventually develop into liver cirrhosis and hepatic cell cancer. Prevention or reversal of fibrosis has become the main end point of clinical trials of new liver-targeted drugs, but there is no specific therapy for direct treatment of liver fibrosis. In recent years, ATX has been confirmed as one of the key plasma markers of liver fibrosis. Selective inhibition of ATX can significantly reduce the production of fibrogenic factor LPA and effectively slow down the process of liver fibrosis. On the basis of previous research, this project plans to conduct structure-based design and synthesis of allosteric ATX inhibitors by using skeleton reconstruction and topological diversity development technology. The biological activities are evaluated by multi-level pharmacological assays, and the structure-activity relationships will be summarized. Liver specifically metabolized phosphate prodrugs is involved to realize the liver selectivity of the compounds, and the druggable properties of the compounds were evaluated by pharmacokinetic and toxicological experiments. The fibrotic microstructure model is established to realize the high throughput screening of the antifibrotic potential of the compounds. To systematically evaluate the anti-fibrosis effect of the optimized compounds in vivo, several mouse liver fibrosis models such as CCl4-induced model will be constructed and the anti-fibrosis mechanism of the compounds will be clarified which is going to provide a new idea for the development of liver fibrosis therapeutic drugs.
申请人以临床ATX抑制剂GLPG-1690和PAT-409为先导化合物开展药物设计,设计得到包括咪唑并[1,2-a]吡啶、吲哚、吡咯并[2,3-d]嘧啶及4,5,6,7-四氢-7H-吡唑并[3,4-c]吡啶-7酮母核的结构多样性的ATX变构抑制剂。采用新型高效路线设计与优化策略,完成560余个目标化合物的合成,构建了结构多样的小分子化合物库,总结系统全面的构效关系,优化得到活性突出的候选药物LHR-258、JFY-4及MDY-36等,体外活性均优于阳性对照。开展靶向性磷酸酯前药设计与合成,并对其稳定性及靶向释放特点进行评价。基于体外成纤维细胞MRC-5模型,采用qRT-PCR技术,考察目标分子对ATX下游通路相关蛋白α-SMA、COL1A1、FN基因表达的影响,初步确证了优选化合物的作用机制;通过成纤维细胞划痕实验验证候选化合物对于TGF-β1诱导的细胞迁移的抑制作用。通过气管滴注博来霉素的方法建立了C57BL/6J小鼠肺纤维化模型,开展组织及器官病理学研究。通过呼吸窘迫指数、肺组织羟脯氨酸浓度、H&E染色和Masson染色、α-SMA免疫荧光染色,以及qRT-PCR检测纤维化相关的基因(α-SMA、COL1A1、FN)的表达等手段对肺纤维化情况进行评价,深入评价并验证候选化合物的抗纤维化效果。构建了系统完备的急性毒性评价体系(hERG抑制活性检测、小鼠急性毒性评价)及药代动力学研究方案(体内PK、肝微粒体稳定性),深入评价了优选化合物的抗纤维化应用潜力,为深入推进临床前研究奠定了基础,对后续抗纤维化药物的开发具有鲜明的借鉴意义。.基于本项目相关研究工作,共申请中国发明专利5项,获授权专利1项(ZL202310425617.7);申请人以第一/通讯作者身份发表课题相关论文5篇,包括中国科学院一区论文3篇(含Journal of Medicinal Chemistry论文1篇、European Journal of Medicinal Chemistry论文1篇、Bioorganic Chemistry论文1篇)。课题执行期间,参加2023年全国药物化学学术研讨会并做分会报告1次。自2022年至今,已培养即将毕业博士研究生1名、已毕业硕士研究生4名,多人获评辽宁省优秀毕业生、校级优秀毕业论文及国家奖学金等荣誉,人才培养效果显著。
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