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选择性FABP4/5双重抑制剂的发现、抗NASH活性评价及作用机制研究

批准号:
82073707
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
袁浩亮
依托单位:
学科分类:
合成药物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁浩亮

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
非酒精性脂肪肝炎(NASH)可导致肝硬化和肝衰竭,并可诱发肝细胞癌,严重威胁人类健康。迄今尚未有同时针对NASH病理机制“二次打击”的有效药物被批准用于NASH的治疗。脂肪酸结合蛋白4/5(FABP4/5)与“二次打击”密切相关。但脂肪细胞中单独敲除FABP4可致FABP5的表达代偿性显著上调。据此,我们提出科学假设:FABP4/5双重抑制剂可用于NASH治疗,且比单纯FABP4抑制剂更有效。本项目将对此进行概念证明及机制研究。而FABP4/5双重抑制剂研究的瓶颈问题在于选择性,即如何避免抑制FABP3。本项目将采用分子模拟和结构生物学方法为该问题提供解决方案。前期已获得具有较好FABP4/5抑制活性和选择性的先导化合物,解析了其与FABP4、FABP5的复合物晶体结构。本项目将深入进行结构优化和评价,有望为FABP4/5双重抑制剂用于NASH的治疗提供理论依据及全新结构类型的候选化合物。
英文摘要
Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is threatening human health severely because it can lead to liver cirrhosis, liver failure, and even hepatocellular carcinoma. To date, none effective drug targeting the “two hits” of the NASH pathological mechanism simultaneously has been approved for the treatment of NASH. Fatty acid binding protein 4 and 5 (FABP4/5) are closely related to the "two hits". But the knockout of FABP4 alone in adipocytes led to the significantly compensatory up-regulation of the FABP5 expression. According to these, we proposed our scientific hypothesis that FABP4/5 dual inhibitors can be used for the treatment of NASH and are more effective than FABP4 inhibitors. We will conduct a proof-of-concept and mechanism study in this project. However, the bottleneck of the study of FABP4/5 dual inhibitors lies in selectivity, that is, how to avoid inhibiting FABP3. We will take the methods of molecular simulation and structural biology to provide solution to this problem. The obtained lead compound exhibited potent FABP4/5 inhibitory activity and selectivity. We have also obtained the crystal structures of the lead compound in complex with FABP4 and FABP5, respectively. This project will carry out an in-depth study on structural optimization and biological evaluation, providing the theoretical basis and candidate compounds of novel structural types for the treatment of NASH with FABP4/5 dual inhibitors.
非酒精性脂肪肝炎(NASH)可导致肝硬化和肝衰竭,并可诱发肝细胞癌,严重威胁人类健康。本项目首先对已知FABP4/5双重抑制剂RO680651的合成进行优化,证明了其具有肝脏保护作用,可抵抗高脂高糖饮食所致的NASH。针对FABP4/5双重抑制剂进行分子动力学模拟,揭示关键氨基酸残基和相互作用,为新型选择性FABP4/5双重抑制剂的设计提供理论指导。在此基础上,采用骨架跃迁和电子等排等方法设计并合成了吲哚类FABP4/5双重抑制剂。优选化合物W44与FABP4/5蛋白具有较好的结合力,选择性强,对FABP3的抑制较弱。首次获得了同一个化合物(W44)分别与FABP4、FABP5的复合物晶体结构,揭示了其结合模式和作用机制。W44处于由疏水性氨基酸残基所构成的结合口袋中,FABP4中的Arg126、Arg106、Ser53、Tyr128等是关键氨基酸残基,FABP5中的关键氨基酸残基是Arg129、Arg109、Tyr131、Tyr22、Gln98及Arg81等。W44中的吗啉环是FABP4/5选择性提高的关键基团。晶体结构中W44的结合模式与分子对接预测结果基本一致,证明了计算模拟方法的可靠性。W44的体外抗炎活性优于阳性对照BMS309403。W44的体外人肝微粒体代谢稳定性T1/2达到896.61分钟,SD大鼠上口服生物利用度可达73.02%,血药浓度半衰期(T1/2)为16.64小时,具有制备长效药物的潜力。其hERG抑制活性IC50值为24.74 µM,提示潜在心脏毒性风险较低。体内药效评价发现W44可显著降低小鼠空腹血糖,能够明显改善糖尿病小鼠的葡萄糖耐量,并提高胰岛素敏感性,降低血清甘油三酯含量和血糖,改善血清肝功能指标AST和ALT,提示其具备保护肝脏的效果。FABP4/5双重抑制剂选择性的优化进一步证明吲哚母核1位苯环间位取代基以及吲哚母核3位取代基对选择性有重要影响,Y9的选择性得到进一步提升。此外还发现了吲哚磺酰胺类FABP4/5双重抑制剂,生物活性评价仍在进行中。本项目工作为后续选择性FABP4/5双重抑制剂的研发奠定了坚实基础。
新型PCSK9小分子抑制剂的发现、结构优化及生物活性研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    袁浩亮
  • 依托单位:
新型双位点CETP抑制剂的设计、合成及生物活性研究
  • 批准号:
    81703367
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.1万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    袁浩亮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金