3-取代吲哚-2-酮类化合物对抗帕金森病的多靶点机制研究

3-substituted indolin-2-ones are currently used in the clinical treatment of cancer. We have previously discovered that 3-substituted indolin-ones could protect against dopaminergic neuronal death and motor dysfunction in vivo, suggesting that these compounds may also be used to treat Parkinson's disease (PD). Leucine rich repeat kinase 2 (LRRK2) is a main gene mutated in PD. Myocyte enhancer factor 2 (MEF2) is an important transcriptional factor for the survival of dopaminergic neurons. Both LRRK2 and MEF2 are proven to be key targets for anti-PD neuroprotective drugs. We found that some 3-substitited indolin-2-ones could directly inhibit kinase activity of LRRK2 and enhance transcriptional activity of MEF2, indicating that these compounds may produce anti-PD effects via multiple targets. In this application, we would first investigate the structural-activity relationship of 3-substituted indolin-2-ones on the inhibition of LRRK2 and the activation of MEF2 by using in vitro system and molecular docking analysis. Moreover, we would explore the multi-target mechanisms underlying the neuroprotective effects of these compounds. Our study might provide a group of novel multi-target anti-PD leads.

3-取代吲哚-2-酮类化合物已用于临床肿瘤治疗。我们前期工作首次发现该类化合物可对抗多巴胺能神经元凋亡和动物运动障碍，可望用于帕金森病（PD）治疗。富亮氨酸重复激酶2（LRRK2）是PD主要突变基因、肌细胞增强因子2（MEF2）是促多巴胺能神经元存活的关键转录因子，它们已被证实是抗PD神经保护的重要靶点。申请人发现部分3-取代吲哚-2-酮类化合物可抑制LRRK2激酶活性、增强MEF2转录活性，提示该类化合物可能多靶点对抗PD。本项目将首先应用体外活性检测、计算机分子对接等方法明确该类化合物对LRRK2、MEF2等靶点的活性以及构效关系；进一步在PD细胞模型明确其多靶点神经保护的分子机制。研究有望获得一类结构全新、靶点明确、机制清晰的抗PD先导化合物，为将3-取代吲哚-2-酮类化合物发展成抗PD药物提供科学依据。

项目组圆满完成各项任务及指标。课题研究期间在Neuropharmacology、Frontiers in Molecular Neuroscience等国际期刊共发表本基金资助SCI论文12篇，其中第一标注6篇。.我们研究发现：1）3-取代吲哚-2-酮类化合物SU4312可以剂量依赖性增强MEF2活性，该作用可能是通过SU4312抑制GSK3β活性产生的；2）SU4312可以直接抑制MAO-B；3）SU4312通过增强MEF2D，在PC12细胞中对抗MPP+诱导的神经凋亡；4）SU4312阻止MPTP诱导的小鼠运动障碍和多巴胺能神经损伤，体现在体神经保护活性；5）SU4312增强小鼠脑内PGC-1α、Tfam、HO-1等表达，发挥神经保护作用，以上结果显示SU4312可以多靶点对抗PD。此外，我们发现：6）3-取代吲哚-2-酮类另一代表性化合物7-溴-靛玉红-3-肟（7Bio）可以在小鼠脑内抑制炎症因子IL-6、TNF-α活性，阻止神经炎症；7）7Bio能够抑制GSK3β活性，进而在脑内提高Synapsin-1、PSD95等表达；8）7Bio能够在PC12细胞阻止Aβ诱导的神经损伤，发挥神经保护活性；9）结合我们之前发现的7Bio及其衍生物能够通过抑制GSK3β和ERK对抗双氧水诱导的神经元死亡，我们的结果显示靛玉红类衍生物也能多靶点发挥神经保护活性。.这些结果从体外和体内多个水平证明了3-取代吲哚-2-酮类化合物可多靶点作用产生神经保护作用，对其进一步研究有望将3-取代吲哚-2-酮类化合物发展为一类新的抗PD先导化合物。