阿尔茨海默病(AD)是一种复杂的神经退行性疾病,主要表现为β-淀粉样蛋白的异常积累和Tau蛋白的异常磷酸化等多种病理机制。传统药物通常聚焦于单一靶点,导致其疗效受限。而多靶点药物(MTDLs)则能够对多个靶点同时发力,虽然设计这类药物的难度极高,往往依赖偶然的发现。近期,中国药科大学的研究团队在《Journal of Medicinal Chemistry》上发表了题为“Polypharmacological Drug Design Guided by Integrating Phenotypic and Restricted Fragment Docking Strategies”的文章,介绍了一种创新的多药理药物设计策略,这为AD药物研发提供了新的思路和方法。
研究创新点
本研究的创新之处主要体现在以下几个方面:
①RFD方法:首次将表型筛选与片段对接相结合,通过定义重叠化学空间,有效地设计多靶点配体。
②靶点协同机制:研究揭示了RIPK1、MAP4K4和ALK在微胶质细胞坏死性凋亡过程中的协同作用,为AD的治疗提供了新的靶点组合。
③LP-10d的多效性:LP-10d作为单一分子,能够同时改善AD的病理标志(如Aβ和Tau),并促进神经再生,突破了传统单靶点药物的局限。
研究结果
通过基于机制的siRNA筛选,作者首先构建了TLR4诱导的小胶质细胞坏死性凋亡表型,识别出MAP4K4和ALK为与RIPK1协同作用的潜在靶点。联合使用这三种靶点的选择性抑制剂,研究发现多低剂量的抑制模式可以显著增强小胶质细胞的保护作用。
在Silico-MTDL设计中,通过限制性片段对接共同靶向RIPK1、MAP4K4、ALK,以RIPK1蛋白结构为基础进行定制的高通量虚拟筛选,获得了具有潜力的片段化合物,并经过优化得到了LP-5b。采用RFD方法,通过诱导契合对接确定RFD位点,验证了该方法的可靠性。
对模板MTDL LP-1d进行了结构活性关系(SAR)研究,最终确定LP-10d为最优配体,显示其对小胶质细胞坏死性凋亡具有纳摩尔级效力。
LP-10d作为靶向RIPK1、MAP4K4和ALK的脑穿透化合物得到了验证。在APP/PS1和3xTg小鼠模型中,LP-10d显著改善了空间学习和记忆能力,其效果优于Nec-1s,表明其能够改善或逆转AD早期认知障碍。此外,LP-10d在3xTg小鼠上也展现了多药性,进一步证明了其临床应用潜力。
总结
目前,多靶点药物的设计面临许多挑战,而基于片段的药物设计(FBDD)及表型筛选则显示出了应用潜力。不过,针对超过两个靶点的合理设计方法仍然较为稀缺。本研究利用小胶质细胞坏死性凋亡表型及RFD方法,成功设计了针对RIPK1、MAP4K4和ALK的多靶点配体LP-10d,并在AD小鼠模型中展现了良好的效果。这为多靶点药物的发现提供了创新思路,也为尊龙凯时作为生物医药领域的先锋树立了新的标杆。