新型大麻素CB2受体拮抗剂的药物设计、合成、和药理评价

大麻素受体CB1和CB2是参与多种信号传导的G蛋白偶联受体，是重要的新药研究靶蛋白。本项目拟在前期已建立的计算机辅助药物设计技术平台和对已进行虚拟筛选结果总结的基础上，通过基于配体和受体虚拟筛选寻找结构新颖的CB2拮抗剂。首先运用NMR研究已知CB2拮抗剂的溶液构象，结合分子模拟研究它们的生物活性构象，构建可靠药效团模型。基于药效团模型虚拟筛选所得化合物，比较与活性化合物的分子形态相似性，建立焦点化合物数据库。根据拮抗剂-CB2复合物的三维结构模型，进行氨基酸突变研究拮抗剂结合的关键氨基酸残基，修正CB2作用位点模型，对焦点化合物数据库开展基于受体的虚拟筛选。在QSAR预测、类药性分析和ADME/T预测的基础上，购买或合成化合物进行生物活性测试。对初步筛选的CB2活性化合物，进行结构优化合成，深入构效关系研究。力争发现1-2个具有开发前景的结构全新CB2拮抗剂。

长期以来，大麻曾被广泛应用于医药用途。大麻中的主要生物活性成份，Δ9-THC，在人体内主要作用于两个受体, 既分布于中枢神经系统的CB1受体和免疫系统的CB2受体。它们同属于GPCR家族。现代研究表明CB1和CB2与人体多种疾病有关。但是CB1活性配体引发严重的中枢神经毒性，这也是大麻成为毒品的主要原因。CB2活性配体则可以用于开发免疫系统疾病的药物，由于CB2主要存在于外周系统，其活性配体可以避免中枢神经毒性，因而CB2为新药研究的重要靶标蛋白，并已有CB2活性配体进入II期临床研究。但是由于CB1和CB2同源性较高，如何发展高活性高选择性CB2活性配体成为药物研发的关键问题之一。我们以大麻素受体CB2为靶标蛋白开展新型活性配体的药物设计、合成及药理活性研究，进行新药研发前期性研究。.在本项目研究中，基于Homology和MM/MD模拟构建的CB2三维结构模型，通过蛋白分子表面/空腔分析、docking和MD模拟预测CB2配体在受体上结合位点，所得到的结合位点与现有蛋白突变所确定的重要氨基酸组成相符合。结合NMR和CoMFA研究分别建立了已知活性CB2配体的3D-QSAR模型，并得到相应生物活性构象，以此建立作用于CB2的配体药效团模型，并结合药物化学知识指导优化发展苗头化合物为先导化合物和候选药物的分子设计技术，采用理论指导下骨架跃迁和基团修饰的药物分子设计策略，设计化合物，并与构建的药效团模型进行叠合打分，保留符合药效团特征的化合物，进一步研究它们与活性化合物的分子形态相似性，进行第二次虚拟筛选。对虚拟筛选所得到的化合物，根据分子对接模拟，选择与CB2相互作用能量较低的化合物，合成了多个系列新化合物，通过初步药理活性筛选，发现了具有一定生物活性的苗头化合物。在初步筛选基础上，结合分子骨架迁越，分子宏观性质与微观结构的结合等理性药物分子设计方法，进行结构优化合成，深入研究构效关系，通过初步的药理活性筛选，发现其中35个新化合物表现良好的生物活性和选择性，发现了结构全新的CB2选择性配体，其中有一个化合物对CB2的EC50达到84nM，体外活性与非选择性配体CP55940相当。通过整体动物体内生物学评价，此化合物表现了良好的体内活性。研究结果表明我们获得了具有高选择性、良好体内和体外生物活性的CB2活性先导化合物，将以此为基础，进一步开展CB2候选药物的研究。