一氧化氮與疾病

一氧化氮與疾病

20世紀(jì)80年代，發(fā)現(xiàn)一氧化氮（no）是打開生命周期史上的重大進展。大量研究表明,NO作為信使物質(zhì)或效應(yīng)分子在心血管、神經(jīng)、免疫等系統(tǒng)發(fā)揮極其重要的生理功能;體內(nèi)NO生成不足或NO信號傳導(dǎo)異常與多種疾病的形成和發(fā)展密切相關(guān)。因此有關(guān)NO的研究成為生命科學(xué)的熱點和前沿之一。21世紀(jì)以來,NO的研究方興未艾,其發(fā)展趨勢已從單純的基礎(chǔ)研究逐漸向應(yīng)用方面轉(zhuǎn)化。美國國家衛(wèi)生研究院(NIH)和美國國立癌癥研究所(NCI)聯(lián)合支持直接或間接調(diào)控NO釋放的藥物研究。2002年6月,NCI還專門發(fā)文協(xié)調(diào)這方面的研發(fā)工作,一些NO科研項目已被列入快速研發(fā)計劃(RAID)。設(shè)計和研究NO供體型藥物是在上述背景下應(yīng)運而生的新藥研究策略。迄今為止,NO供體型藥物中已有1個抗心力衰竭藥(Bidil)于2005年在美國上市,1個抗炎藥(Naproxcinod)已結(jié)束III期臨床研究,預(yù)計2009年下半年獲FDA批準(zhǔn),其他10多個藥物在II期和I期臨床研究中。此外,NO供體型藥物研究中的一些關(guān)鍵問題,如NO靶向釋放、NO體內(nèi)測定等也已取得了重要進展。本文作者結(jié)合自己的科研實踐,綜述近年來NO供體型新藥研究。1非脂肪創(chuàng)新藥物的研究1.1no供體的藥理及臨床意義NO在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和死亡中的作用已成為腫瘤研究與治療的熱點之一。盡管有關(guān)NO在腫瘤進展中的作用機制目前尚未十分清楚,但一般認(rèn)為,體內(nèi)持續(xù)低濃度的NO可以促進細(xì)胞的生長,抑制細(xì)胞凋亡;而高濃度的NO則產(chǎn)生細(xì)胞毒性,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,阻止腫瘤細(xì)胞的擴散和轉(zhuǎn)移。因此,調(diào)控外源性NO供體,使其靶向腫瘤細(xì)胞并釋放高濃度的NO,已成為NO供體型抗腫瘤藥物研究的關(guān)鍵。具有抗腫瘤作用的NO供體NCI和猶他大學(xué)合作研究發(fā)現(xiàn),NO供體O2-芳基修飾的偶氮鎓二醇鹽JS-K在GSH/GST作用下,可選擇性地在急性髓白血病HL-60細(xì)胞內(nèi)釋放NO,殺滅癌細(xì)胞,而不傷害正常細(xì)胞;對免疫缺陷型小鼠體內(nèi)植入的HL-60細(xì)胞及前列腺癌細(xì)胞PC-3,JS-K均能抑制其生長,且不導(dǎo)致小鼠血壓下降等副作用。作用機制研究表明,JS-K通過濃度和半胱氨酸蛋白水解酶(caspase)依賴方式誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡;此外,JS-K還激活了MAPK家族中的成員如ERK、JNK和p38及其下游效應(yīng)子C-Jun和AP-1。研究發(fā)現(xiàn),JS-K不僅抑制腫瘤的生長,而且還降低了腫瘤細(xì)胞對其他抗癌藥如砷類和順鉑類藥物的耐藥性。JS-K的臨床前研究得到NCI高度重視,被列入其快速研發(fā)計劃(RAID)。此后,人們合成了一系列JS-K衍生物和類似物,其中PABA/NO體內(nèi)抗人卵巢癌的活性與順鉑相當(dāng)。分子模擬研究結(jié)果顯示,PABA/NO可選擇性地抑制在多種腫瘤細(xì)胞內(nèi)過度表達并與多藥耐藥性密切相關(guān)的GST-π。研究還發(fā)現(xiàn),O2經(jīng)半乳糖、葡萄糖等修飾的偶氮鎓二醇鹽穩(wěn)定性大幅度提高,并可能在腫瘤細(xì)胞表面過度表達的糖轉(zhuǎn)運蛋白的作用下,特異性地轉(zhuǎn)運至腫瘤細(xì)胞內(nèi),經(jīng)糖苷酶活化釋放NO,因此具有較強的腫瘤細(xì)胞毒性。此外,將前列腺特異性抗原底物的類似物小分子肽通過烷酰氧甲基分別與偶氮鎓二醇鹽的O2連結(jié),生成物被前列腺特異抗原活化后,可以靶向釋放NO,殺滅前列腺癌細(xì)胞。NO供體增強放療、化療或免疫療法的效果實體瘤組織中低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)的聚集會導(dǎo)致癌癥化療、放療或免疫療法的耐受以及預(yù)后不良。研究表明,NO供體與化療藥物聯(lián)用,通過形成過氧化亞硝酸鹽損傷腫瘤DNA并激活p53,減少HIF-1α在低氧癌細(xì)胞中的聚集,可克服對常規(guī)治療劑的耐藥性。例如,NO供體硝酸甘油和長春瑞濱/順鉑在II期臨床試驗中聯(lián)合治療ⅢB或Ⅳ期非小細(xì)胞肺癌病人,與單用長春瑞濱或順鉑相比,治療效果提高72%。NO供體可增強放療和免疫療法的療效。根據(jù)報道,免疫抑制劑(S,R)-3-苯基-4,5-二氫-5-異惡唑乙酸(VGX-1027)的NO供體型衍生物(GIT-27NO)對嚙齒類動物腫瘤細(xì)胞(L929、B16和C6)和人腫瘤細(xì)胞(U251、BT20、HeLa和LS174)均具有很強的抑制作用,其機制可能與GIT-27NO細(xì)胞選擇性地激活促分裂原活化蛋白有關(guān),而VGX-1027無此作用。GIT-27NO體內(nèi)顯著抑制B16黑素瘤生長,且毒性很小,有望進入臨床研究。NO供體與具有抗腫瘤作用的藥物偶聯(lián)、協(xié)同作用NO供體通過連接基團與現(xiàn)有的抗腫瘤藥物(或活性基團)結(jié)合而成的前體藥物,在體內(nèi)可以通過酶解作用,釋放NO和原藥,因此這類藥物的抗腫瘤作用一般優(yōu)于原藥。例如,5-氟脲嘧啶(5-FU)與偶氮鎓二醇鹽的偶聯(lián)物對人宮頸上皮癌和前列腺癌細(xì)胞比5-FU具有更強的細(xì)胞毒性。近年來最受人們關(guān)注的NO供體型抗腫瘤藥物是NO供體型非甾體抗炎藥(NO-NSAIDs)。這類藥物具有NSAIDs的抗炎、抗腫瘤作用,但無NSAIDs的胃腸道和心血管副作用,且體內(nèi)外抗腫瘤活性顯著優(yōu)于NSAIDs。據(jù)報道,NO-阿司匹林已進入臨床研究,治療結(jié)腸、直腸癌。NO-阿司匹林的抗癌機制包括阻斷Wnt信號通路、抑制NF-κB的激活、抑制iNOS、調(diào)控COX-2等。新近報道,NO-舒林酸經(jīng)Akt信號通路抑制HIF-1α表達從而抑制前列腺癌PC-3細(xì)胞生長并誘導(dǎo)其調(diào)亡。齊墩果酸(OA)為五環(huán)三萜類化合物,我國臨床上將OA作為保肝藥。研究發(fā)現(xiàn),OA給藥后主要在肝臟分布和代謝。近年來,國內(nèi)外不少文獻報道,OA及其衍生物還能抑制腫瘤新生血管生成,阻止腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移,顯示了抗腫瘤作用。作者設(shè)計并合成了NO供體型OA衍生物(NO-OA)(圖1),研究它們對肝的保護作用以及可能的抗肝腫瘤作用。試驗結(jié)果表明,由于應(yīng)用的NO供體及連接基團不同,NO-OA在NO釋放部位和釋放量方面有所差異,從而表現(xiàn)出不同的生物活性。一些NO-OA如ZCII2在肝臟細(xì)胞內(nèi)釋放少量NO,表現(xiàn)出抑制細(xì)胞凋亡、保護肝臟的作用。另一些NO-OA能選擇性地誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,不傷害正常肝細(xì)胞,顯示了特異性的肝腫瘤細(xì)胞毒性。其中,ZCVI4抑制肝癌細(xì)胞HepG2和Hep3B的IC50為0.05μmol·L-1。但ZCVI4并未誘導(dǎo)其他癌細(xì)胞如人前列腺癌細(xì)胞、人乳腺癌細(xì)胞、人宮頸上皮癌細(xì)胞的凋亡,而且對正常人肝細(xì)胞、人腎上皮細(xì)胞及對小鼠淋巴細(xì)胞無毒性作用,此結(jié)果提示,ZCVI4對肝腫瘤細(xì)胞有特異性毒性作用。ZCVI4是一種在水和乙醇中都極難溶解的化合物。考慮到糖基修飾可能會增加水溶性,而且半乳糖修飾后的產(chǎn)物有可能通過與肝細(xì)胞表面的去唾液酸糖蛋白受體(ASGP-R)等作用,從而定向地轉(zhuǎn)運至肝臟;還考慮到腫瘤細(xì)胞過度表達的糖跨膜轉(zhuǎn)運蛋白(GLUTs)能促進單糖向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運;此外,一些糖基化修飾的NO供體能選擇性地濃集于腫瘤細(xì)胞內(nèi),由糖苷酶活化后釋放NO,發(fā)揮抗腫瘤作用。因此將ZCVI4分子中的羧基與半乳糖、葡萄糖基、2-脫氧半乳糖等以酯鍵相連,制備了一系列28-位羧基糖基化的ZCVI4衍生物,除增加ZCVI4的水溶性外,還希望保留或進一步增強它的肝靶向性。通過藥理初篩發(fā)現(xiàn)了活性最強的化合物ZCVI4-2,它的水溶性較ZCVI4顯著增加。研究發(fā)現(xiàn),ZCVI4-2體外對多種肝癌細(xì)胞具有顯著的抑制作用,抗腫瘤活性明顯強于陽性對照藥羥喜樹堿。ZCVI4-2在10μmol·L-1的濃度下對HepG2細(xì)胞生長的抑制率為100%,而對正常肝細(xì)胞LO2的抑制率還不到10%,顯示了較高的選擇性。體內(nèi)試驗同樣顯示了良好的抗肝癌作用。ZCVI4-2腹腔給藥,對小鼠H22肝癌的抑瘤率與等劑量的5-氟尿嘧啶(5-FU)相當(dāng);對人肝癌SMMC-7721裸小鼠靜脈給予ZCVI4-2(25mg·kg-1),相對腫瘤增殖率(T/C)為44.1%,而相同劑量5-FU給藥的T/C為55.2%,提示ZCVI4-2體內(nèi)抗肝癌活性可能優(yōu)于5-氟尿嘧啶。研究發(fā)現(xiàn),ZCVI4-2在肝腫瘤細(xì)胞HepG2中釋放NO的量約是正常肝細(xì)胞LO2中的3倍,推測ZCVI4-2的肝腫瘤選擇性可能與NO釋放有關(guān);加入NO清除劑或?qū)CVI4-2結(jié)構(gòu)中的NO供體片段去除后,原有的抗腫瘤作用基本消失,證明了ZCVI4-2的抗腫瘤作用及其選擇性與NO釋放相關(guān)?？沽鰴C制研究表明,ZCVI4-2通過作用于凋亡的關(guān)鍵因子從而激活凋亡通路,產(chǎn)生促凋亡效應(yīng),如濃度依賴性地增強caspase3的活性,下調(diào)Bcl-2、上調(diào)Bax表達等。在NO-OA研究的基礎(chǔ)上,作者還設(shè)計、合成了NO供體型的甘草次酸衍生物、烷氧基聯(lián)苯羧酸類衍生物、沙利度胺衍生物和N-4-羥基苯基維甲酰胺類化合物,發(fā)現(xiàn)了一些抗腫瘤活性強、毒副作用較小的苗頭化合物,將對它們進行深入研究。1.2抗血小板聚集藥NO在維持血管張力、血壓及血流動力學(xué)方面起著十分重要的作用。近年來,人們將各種NO供體通過連接基團與已知的心血管藥物偶聯(lián),研發(fā)了一系列NO供體型心血管藥物。不同的NO供體和連接基團可調(diào)節(jié)NO的釋放部位、釋放量和釋放時間,使NO以持續(xù)、可控的方式釋放到特定組織和/或血液中這樣不僅可改善原藥的心血管活性,還能減少其不良反應(yīng)。NO-阿司匹林類阿司匹林是最常用的一種藥物,因其不可逆地阻斷環(huán)氧合酶-1(COX-1),故能同時減少血小板中血栓素(TXA2)和血管內(nèi)皮細(xì)胞中抗凝劑前列環(huán)素(PGI2)的水平。由于內(nèi)皮細(xì)胞能合成新的COX-1,而血小板卻沒有這種上調(diào)酶的能力因此,最終平衡轉(zhuǎn)為對血小板聚集的抑制。但阿司匹林僅阻斷血小板激活的一條通路,不影響其他途徑,這就限制了其抗血栓作用。將NO供體硝酸酯通過不同的連接基團連接到乙酰水楊酸(ASA)的羧基上,得到一系列前藥NO-阿司匹林,其中NCX4016既保持了阿司匹林的抗炎活性,又因NO供體的作用,增加了新的胃腸道(GI)和心血管保護作用。體外研究表明,NCX4016可抑制由阿司匹林敏感性或非敏感性的血小板聚集作用,還能減少血液中血小板與膠原的黏附,防止剪切力誘導(dǎo)血小板激活。這一點很重要,因為黏附是血小板激活、血栓形成的第一步,時至今日只有少數(shù)抗血小板聚集藥有此作用。動脈血管成形術(shù)(PTCA)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于治療動脈粥樣硬化患者冠脈狹窄,但內(nèi)膜增生引起血管再狹窄是常見的并發(fā)癥。阿司匹林和NCX4016均可防止血管再狹窄,然而后者能以較低的劑量即可達到治療效果,還可控制再狹窄過程的其他病理反應(yīng)。NCX4016在隱靜脈冠狀動脈旁路移植(CABG)失敗后導(dǎo)致的血栓形成以及平滑肌細(xì)胞(VSMC)的增生和遷移等方面,療效也優(yōu)于阿司匹林。新近,Lazzarato等用含硝酸酯的?；〈⑺酒チ值囊阴；铣闪艘幌盗邪⑺酒チ诸惢衔?它們的抗炎活性與阿司匹林類似,但無胃腸道副作用。所有化合物均能劑量依賴性地舒張預(yù)先用去氧腎上腺素收縮的大鼠動脈條,一些化合物具有抑制血小板聚集的作用。作者選擇具有抗氧化作用的對羥基桂皮酸和阿魏酸等作為連接基團,將不同類型的NO供體分別與阿司匹林酯化結(jié)合,制備了一系列NO供體型阿司匹林衍生物(圖2)。發(fā)現(xiàn)化合物ZJY28和ZJY29抗血栓活性總體高于阿司匹林,同時顯示良好的抗氧化作用。其中,ZJY29比維生素E(VE)更能有效抑制H2O2所致紅細(xì)胞氧化性溶血(P<0.01),兩者抑制率分別為85.8%和75.2%;此外,ZJY29還可抑制H2O2造成的大鼠肝勻漿和ECV304細(xì)胞上清液中超氧化物歧化酶(SOD)的活性降低和丙二醛(MDA)含量升高,效果與VE作用相當(dāng)。進一步研究表明ZJY29可以有效地減輕大鼠腦血栓和下腔靜脈血栓的形成,降低TXB2的生成量。試驗還發(fā)現(xiàn),ZJY29可緩慢地持續(xù)釋放NO,不但有利于抑制血小板聚集、減輕阿司匹林的GI副作用,同時還有助于避免快速釋放NO而引發(fā)低血壓等不良反應(yīng)。進一步將阿司匹林與3-芳基-1,2,3,4-噁三唑-5-亞胺偶聯(lián),合成了一系列新型NO-阿司匹林衍生物其中ZZL30(圖2)對由膠原蛋白和腎上腺素引發(fā)的肺血栓形成具有較好的抑制作用,可以提高小鼠肺栓塞的存活率。丁苯酞(NBP)是我國第一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的腦血管新藥,對腦缺血的預(yù)防以及輕、中度腦缺血卒中治療具有良好作用?；谠鰪姱熜У哪康?臨床上常將NBP與其他抗血小板藥物聯(lián)合用藥。NBP結(jié)構(gòu)中含有一個內(nèi)酯環(huán),開環(huán)后生成鄰-(α-羥戊基)苯甲酸(簡稱開環(huán)物),結(jié)構(gòu)上可視為阿司匹林的類似物。文獻報道,開環(huán)物具有與NBP相當(dāng)?shù)目寡“寰奂涂寡ɑ钚?。為了改善NBP的抗腦缺血活性,作者以開環(huán)物為先導(dǎo)物,抗氧劑阿魏酸為連接基團,將硝酸酯類NO供體與開環(huán)物以酯鍵結(jié)合,合成了鄰-(α-羥戊基)苯甲酸酯類衍生物,其中ZJM289(圖2)活性最佳。體外試驗表明,ZJM289能顯著抑制大鼠全血血小板聚集,并能抑制大鼠動靜脈血栓旁路試驗中血栓的形成,活性大于NBP(P<0.05)。ZJM289體內(nèi)抗血小板聚集作用也優(yōu)于NBP(P<0.05)。此外ZJM289還能劑量依賴性地降低缺血再灌注后腦梗死的面積,改善動物的神經(jīng)行為功能,降低缺血再灌注后腦含水量,其療效強于等摩爾劑量的NBP。研究表明,ZJM289在體內(nèi)可代謝成阿魏酸和開環(huán)物,并釋放出NO,部分開環(huán)物可進一步環(huán)合成NBP,推測它們可能協(xié)同作用,發(fā)揮抗血小板聚集和抗血栓的活性。NO-α1/β1受體拮抗劑類Fruttero等用NO供體呋咱氮氧化物取代α1受體拮抗劑哌唑嗪結(jié)構(gòu)中的呋喃環(huán),合成了一系列NO-α1受體拮抗劑,獲得了α1受體拮抗和NO舒張血管二者作用均衡的雜合物。為了提高β受體阻斷劑的活性,將不同的NO供體部分連接到普萘洛爾類似物的結(jié)構(gòu)上,合成了NO-β受體拮抗劑,其中一些分子能夠在相同的濃度范圍內(nèi)均衡地阻斷β受體并釋放NO,降低了對β受體的親和力,尤其是對β2受體的親和力,提高了對β1/β2受體的選擇性。Nigris等研究發(fā)現(xiàn),對飼以富含膽固醇食物的動物給予NO供體型β受體阻斷劑奈必洛爾(nebivolol),能增強其內(nèi)皮反應(yīng)性,增加主動脈eNOS表達,抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展。NO-Ca2+通道阻滯劑類1,4-二氫吡啶類(DHP)Ca2+-拮抗劑如尼非地平、尼群地平、氨氯地平等,廣泛用于治療高血壓和缺血性心肌疾病,其主要作用機制為阻斷血管平滑肌上電壓依賴性L-型鈣通道(VDCCs)的Ca2+內(nèi)流。為了提高DHPCa2+-拮抗劑的舒張血管活性,在其母核苯環(huán)的鄰位或間位連接呋咱氮氧化物,合成系列化合物,獲得了Ca2+-拮抗作用和NO供體作用二者均衡的雜合分子。NO-K+ATP啟開劑類尼可地爾是一類具有ATP敏感性鉀通道(K+ATP)啟開劑和NO供體雙重作用的抗心絞痛藥。由于K+ATP啟開劑能擴張外周和冠狀小動脈,減少阻力,而硝酸酯能擴張全身血管及心外膜冠狀動脈,因此,尼可地爾可以增加冠脈血流量,抗心絞痛作用類似于硝酸甘油。然而,硝酸甘油可能引起耐藥性,增加血管對收縮血管物質(zhì)的敏感性及損傷內(nèi)皮,而尼可地爾因其雙重機制,可通過啟開K+ATP,擴張甚至有硝酸酯耐藥性的血管?？剐慕g痛臨床試驗顯示,尼可地爾通過減少急性冠狀動脈綜合癥的發(fā)病頻率,改善了穩(wěn)定性心絞痛病人的預(yù)后。苯駢吡喃為多種心血管藥物的基本結(jié)構(gòu),對心臟有直接保護作用的K+ATP啟開劑—Cromakalim也是苯駢吡喃的衍生物。作者以3,4位反式苯駢吡喃為基本骨架,分別在3位和4位羥基上連接硝酸酯或呋咱氮氧化物,合成了系列NO供體型苯駢吡喃類衍生物,其中化合物ZPX25對原發(fā)性高血壓大鼠(SHR)尾動脈收縮壓(SAP)和舒張壓(DAP)的抑制率分別為22.1%和23.8%,降壓持續(xù)時間8h,與吡那地爾相當(dāng)。NO-ACE抑制劑類血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)抑制劑作用于腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS),阻止血管緊張素I轉(zhuǎn)化為血管緊張素II,是高血壓和充血性心衰治療的一線用藥。為了提高ACE抑制劑的活性合成了S-亞硝基卡托普利(SNOcap)。研究表明SNOcap通過斷裂S-NO鍵產(chǎn)生NO供體作用和ACE抑制作用,對高血壓、血小板聚集、充血性心衰和肺高壓的治療作用優(yōu)于卡托普利。新近合成的NO-依那普利(NCX899)和依那普利相比,增強了舒張血管的效應(yīng),提高了左心室的收縮性,并可防止不利的心肌重構(gòu),其作用與長時間釋放NO、增強內(nèi)皮功能和減少血管阻力有關(guān)。NO-他汀類3-羥-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶抑制劑(他汀類)除具有降脂活性外還有抑制動脈粥樣硬化作用,是一類廣泛用于高膽固醇血癥的治療藥物。NO-普伐他汀(NCX6550)及NO-氟伐他汀(NCX6553)能明顯增強他汀類的非降酯作用,如恢復(fù)內(nèi)皮功能、減輕VSMC的增生和炎癥。此外,NO供體部分還為他汀類藥物引入了新的活性,如NCX6550的抑制血小板聚集、降低模型鼠栓塞的致死率。NO-阿托伐他汀(NCX6560)在細(xì)胞水平上和高膽固醇血癥鼠模型中具有持續(xù)的HMG-CoA還原酶抑制作用,能明顯減少鼠肺動脈血栓模型的致死率,而等劑量的阿托伐他汀無效。在用高脂食物喂養(yǎng)的低密度脂蛋白受體(LDLR)基因敲除的鼠模型中,NCX6560能明顯抑制體外血小板在高剪應(yīng)力下黏附到膠原蛋白上,而阿托伐他汀無此作用。NO-沙坦類血管緊張素II(AII)受體拮抗劑沙坦類,主要拮抗AII受體的亞型AT1,雖然也作用于RAS系統(tǒng),但不阻止ACE水解緩激肽,故無干咳等副作用,且比ACE抑制劑阻斷AII的作用更全面,這是其優(yōu)點所在;然而,沙坦類在避免緩激肽誘發(fā)干咳癥狀的同時缺少了NO的調(diào)節(jié)作用,這是其美中不足之處。為了增強這類藥物的抗高血壓活性并獲得NO介導(dǎo)的心血管活性,將硝酸酯類NO供體引入到洛沙坦及其活性代謝物(EXP3174)分子中,合成了系列NO-洛沙坦。結(jié)果表明,NO-洛沙坦具有不同程度的雙重活性,即AT1拮抗活性和NO介導(dǎo)的不依賴緩激肽的心血管活性;對高血壓大鼠長期經(jīng)口或皮下給藥,顯示了良好的降壓效果,與等摩爾劑量的卡托普利或洛沙坦相當(dāng)或稍優(yōu);此外,對缺血再灌注的大鼠具有心臟保護作用,且抗血小板活性強于洛沙坦。作者設(shè)計、合成了一系列NO供體型替米沙坦衍生物,發(fā)現(xiàn)一些化合物體外對AII所引起的血管收縮具有明顯的抑制作用,其中WB1106的活性最強。WB1106可劑量依賴性地增加cGMP的生成,而在相同條件下,替米沙坦對cGMP的生成無顯著性影響。WB1106對大鼠具有較好的降血壓作用(降壓幅度達40%,P<0.001)。另外與替米沙坦不同的是,WB1106可顯著減少飼以高脂高糖的大鼠體重增加,并改善糖耐量,提示W(wǎng)B1106不僅可用作降壓藥,而且可能有益于胰島素抵抗或者代謝綜合征的治療。1.3no供體偶聯(lián)化合物的抗炎活性和安全性NO供體型非甾體類抗炎藥既能抑制COX,產(chǎn)生抗炎、鎮(zhèn)痛作用,又具有NO介導(dǎo)的胃腸道和心血管保護作用。硝酸酯類NO-布洛芬(Naproxcinod)的III期臨床研究已經(jīng)完成,2009年下半年可能獲FDA批準(zhǔn)上市。新近將偶氮鎓二醇鹽類NO供體與阿司匹林、布洛芬、吲哚美辛等偶聯(lián),其偶聯(lián)物抗炎活性優(yōu)于原藥,致潰瘍指數(shù)(UI)顯著低于原藥。選擇性COX-2抑制劑可有效抑制炎癥,避免GI副作用,但也減少了血管舒張和抗血小板聚集作用的PGI2的合成,故長期給藥可能導(dǎo)致高血壓和心肌梗死的發(fā)生。將COX-2抑制劑與偶氮鎓二醇鹽類NO供體連接,生成物顯示了良好的抗炎活性和安全性。誘生型NO合酶(iNOS)在體內(nèi)催化產(chǎn)生大量NO,引起炎癥和組織損傷。iNOS抑制劑可產(chǎn)生抗炎作用,但也能引起高血壓等不良反應(yīng)。將iNOS抑制劑與硝酸酯類NO供體偶聯(lián)后,偶聯(lián)物可抑制炎性因子IL-β和PGE2生成,且對內(nèi)皮有保護作用,體內(nèi)也能有效抑制模型動物的結(jié)腸炎。作者將NO供體苯磺?；辉鄣趸锖捅交辉鄣趸镆怎セ蝓０锋I與雙氯芬酸(DC)偶聯(lián),設(shè)計合成了兩類NO-DC衍生物ZLW13和ZLW14(圖3)。研究表明,NO-DC的抗炎活性與偶合鍵類型、連接基團以及NO釋放量有關(guān)。其中,酰胺類化合物無抗炎活性;酯類化合物中,連接基團的極性較大且碳鏈含3~4個碳者抗炎活性較強;含芳環(huán)的連接基團中因芐基取代基不同,活性顯示較大的差異?？寡谆钚詮姷幕衔镆话汜尫臢O的能力較強?；钚曰衔颶LW13a、ZLW13b的GI副作用顯著小于DC。ZLW14a抗炎鎮(zhèn)痛活性強于DC,且GI副作用小于DC。其對GI的保護作用與它在體內(nèi)釋放NO、增加胃黏膜血流量有關(guān)。將ZLW14a的呋咱氮氧基團中的氧去除后,所得化合物ZLW14b雖有一定的抗炎活性,但明顯低于ZLW14a,表明化合物的抗炎活性與NO相關(guān)。將NO供體3-硝氧甲基苯酚與DC偶聯(lián)得到ZLR-9,其抗炎活性明顯強于DC(P<0.01),鎮(zhèn)痛活性與DC相當(dāng)。安全性試驗表明,DC-Na給藥組大鼠死亡率高達45.4%,而等摩爾劑量的ZLR-9組未見大鼠死亡;糞便隱血及血液學(xué)指標(biāo)測定表明,ZLR-9組與陰性對照組(CMC-Na)相比無顯著性差異。1.4no-氟吡洛芬阿爾茨海默氏病(AD)的形成可能與年齡增長腦部微循環(huán)逐漸萎縮、供血不足有關(guān)。研究表明,腦微循環(huán)障礙造成了內(nèi)源性NO水平下降,而NO的生成不足又進一步導(dǎo)致腦部血流量下降,形成惡性循環(huán)。另一方面,隨著NO生成不足以及腦部供血量的下降,活潑自由基水平顯著上升,同時一些炎癥開始出現(xiàn),逐步導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡及癡呆癥特別是血管性癡呆癥的形成。鑒于AD病因復(fù)雜,傳統(tǒng)單靶點藥物很難取得理想的治療效果,因而聯(lián)合用藥或設(shè)計具有多靶點作用的藥物已成為當(dāng)前研發(fā)抗AD新藥的一個熱點。硝酸酯類NO供體化合物GT1061[4-甲基-5-(2-硝氧乙基)噻唑鹽酸鹽]口服可迅速吸收并透過血腦屏障,選擇性地激活海馬部位的sGC,促進海馬中、長期記憶功能相關(guān)的ERK1/2磷?；?具有保護腦神經(jīng)和增強認(rèn)知的功能,現(xiàn)已進入I期臨床研究。將GT1061與膽堿酯酶抑制劑多萘派齊(donepezil)聯(lián)用,可進一步增加認(rèn)知功能。將NO供體異山梨醇二硝酸酯與GT1061及其他抗AD藥物聯(lián)合用藥,可有效改善東莨菪堿誘導(dǎo)的智力損傷,且活性優(yōu)于GT1061單獨用藥。一些NO-NSAIDs如NO-氟吡洛芬等在體外可有效抑制Aβ前體(APP)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)毒性Aβ1-42,而對可溶性Aβ1-40無影響,提示該類化合物具有保護神經(jīng)細(xì)胞、阻止AD進程的潛在療效。他克林是首個獲FDA批準(zhǔn)用于治療AD的膽堿酯酶抑制劑,能強效地緩解AD患者智力喪失、行動能力下降等癥狀。然而,他克林僅能作用于膽堿酯酶單一靶點,無法阻止及逆轉(zhuǎn)AD發(fā)展進程。同時,肝毒性和周邊神經(jīng)膽堿樣副作用也在一定程度上限制了他克林的應(yīng)用。為了克服他克林的嚴(yán)重副作用并開發(fā)出多靶向作用的抗AD藥物,作者在他克林母核9位引入一個烷基二胺側(cè)鏈,將NO供體與之連接,設(shè)計、合成了一系列NO供體型他克林衍生物(圖4)。與他克林(IC50=45.1nmol·L-1)相比,所有目標(biāo)物(ZLF3a除外)顯示了相當(dāng)或更高的乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制活性,其中ZLF1a的活性(IC50為5.6nmol·L-1)提升了約8倍。受試物的丁酰膽堿酯酶(BChE)抑制活性總體與他克林相當(dāng)。為考察化合物ZLF1a的末端硝酸酯基團對膽堿酯酶抑制活性的影響,將其替換為氫原子得到類似物ZLF1c。發(fā)現(xiàn)它的活性特別是AChE抑制活性較ZLF1a明顯下降,IC50值從5.6nmol·L-1上升至23.4nmol·L-1。結(jié)果提示,NO供體硝酸酯基團對目標(biāo)物的活性具有較大貢獻。選擇ZLF1a、ZLF2和ZLF3a測定體外血管舒張活性。發(fā)現(xiàn)與異山梨醇硝酸酯(EC50=0.42μmol·L-1)和他克林(EC50=97.3μmol·L-1)相比,它們均顯示出中等舒張血管活性,EC50值在3.68~22.54μmol·L-1之間,提示該類化合物具有改善供血從而延緩AD病癥發(fā)展的潛在活性,但不會過度擴張血管,導(dǎo)至低血壓。體內(nèi)膽堿酯酶抑制活性研究采用東莨菪堿誘導(dǎo)智力損傷的大鼠為動物模型,用射線形八臂迷宮研究動物行為能力。結(jié)果表明,ZLF1a、ZLF2、ZLF1b保持了與他克林相當(dāng)?shù)闹橇Ω纳苹钚?。為進一步考察目標(biāo)物分子中硝酸酯基團的體內(nèi)作用,測試了ZLF1c及其與1-丙基硝酸酯聯(lián)合用藥的體內(nèi)活性。結(jié)果顯示,ZLF1c的活性較ZLF1a明顯下降,與1-丙基硝酸酯聯(lián)合用藥后活性也無明顯變化單獨應(yīng)用1-丙基硝酸酯同樣無明顯智力改善活性。結(jié)果再次證明,目標(biāo)物分子中硝酸酯基團對膽堿酯酶抑制活性有著重要影響,結(jié)果也提示目標(biāo)物的體內(nèi)活性優(yōu)于他克林和NO供體單獨給藥或聯(lián)合用藥?？疾炝薔O供體的引入是否能夠降低原藥的肝毒性。結(jié)果表明,與空白對照組相比,他克林給藥組大鼠的各種數(shù)據(jù)均表現(xiàn)出顯著性差異,如天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和乳酸脫氫酶水平上升,白蛋白濃度和肝組織蛋白質(zhì)含量下降,表明他克林誘發(fā)了嚴(yán)重肝毒性;而ZLF1a給藥組大鼠的各種數(shù)值均無顯著變化,提示NO供體的引入明顯降低了原藥的肝毒性。除藥理研究外,還應(yīng)用計算機軟件模擬了部分目標(biāo)物與靶點模型的對接。選用雙聯(lián)他克林為標(biāo)準(zhǔn)配體,應(yīng)用MOE軟件“SiteFind”功能首先確定AChE晶體模型的催化位點和“外周陰離子”位點(PAS),然后將ZLF1a、ZLF1b、ZLF3a、ZLF3b和他克林分別對接,發(fā)現(xiàn)除ZLF3a外,其他化合物均能很好地進入AChE的口袋,各項參數(shù)包括構(gòu)象能量、對接能量、最終評分與標(biāo)準(zhǔn)配體相比,均比較接近。此外,ZLF3a與其他化合物活性上的差異也能基于對接結(jié)果給予較好的解釋。2no供體型藥物與其他藥物的配合應(yīng)用治療腫瘤細(xì)胞凋亡和計劃外環(huán)近年來NO的研究取得了長足的進步,但也給人們留下了許多思考。NO是一把“雙刃劍”。已為人們形成共識的是,低濃度、生理量的NO對人體多種系統(tǒng)具有重要作用,體內(nèi)NO生成不足或生成過量會引發(fā)多種疾病的產(chǎn)生和發(fā)展。能否揚“長”避“短”,通過外源性地提供適量的NO來治療某些疾病呢?這一點已由NO供體型心血管藥Bidil和非甾體抗炎藥Naproxcinod的成功開發(fā)得到肯定的答案。接下來思考的問題是,既然正常組織、細(xì)胞內(nèi)NO生成過量會導(dǎo)致肌體損傷,能否將這種破壞作用選擇性地發(fā)生在癌細(xì)胞或病變組織呢?近年來人們正在進行這方面的嘗試。將具有NO供體識別或活化功能的特定酶轉(zhuǎn)染入靶細(xì)胞中,從而使設(shè)計的NO供體化合物能特異性地在靶細(xì)胞釋放NO,或者向