高效抗逆转录病毒疗法(HAART)的广泛使用显著抑制了Ⅰ型人类免疫缺陷病毒(HIV-1)感染引起的获得性免疫缺陷综合症(AIDS),使其从急性致死性疾病转变为慢性可控制的疾病。然而,HAART并不能彻底抑制病毒复制,一旦中断治疗,几周内病毒复制就会迅速反弹,因此患者不得不终生服药,由此还会引发毒副作用、耐药性等问题。出现这些问题的根本原因在于潜伏状态的HIV病毒,即“潜伏病毒库”的存在,从而成为治愈HIV-1的主要瓶颈。近年来,研究者成功提出艾滋病“功能性治愈”的概念,其中“激活并杀死”成为其中最为关注且广泛使用的策略,即先通过潜伏病毒激活剂(LRAs)诱导潜伏病毒活化,再杀灭活化后的病毒,使其死于细胞病变效应和宿主免疫系的攻击,该策略的先决条件就是寻找并使用高效低毒的LRAs。然而,迄今发现的LRAs对潜伏库的激活效果尚未取得突破性进展,它们或多或少都存在一定的缺陷。因此,开发新型高效低毒的LRAs是HIV/AIDS功能性治愈研究领域的热点和重点。与目前开发的其他类型的LRAs相比,溴结构外域蛋白(BET)蛋白抑制剂具有更好的疗效和安全性,能抵抗病毒的抗药性且不影响机体正常的免疫功能,是一类非常有开发前景的抗HIV潜伏库药物。BET家族由BRD2、BRD3、BRD4和BRDT亚型组成。其中BRD4是研究最广泛的亚型,它包含两个高度保守的N-端溴结构域(BD1和BD2)、一个ET域和一个C-端结构域(CTD)。研究发现,BRD4与HIV-1唯一的反式激活因子Tat蛋白竞争性地结合正向转录延伸因子P-TEFb复合物从而发挥沉默HIV基因转录的作用。通过抑制BRD4蛋白的结合能力,可以增强Tat与P-TEFb复合物的结合,促进病毒的转录延伸而发挥潜伏激活作用。最早报道的BET抑制剂(+)-JQ1在多种HIV潜伏感染细胞模型中具有明显的激活效果,但是由于其细胞毒性限制了临床应用。因此,寻找活性更优、安全性更高的BET抑制剂用于HIV潜伏感染成为当前迫切关注的问题。本课题组基于BET蛋白三维空腔结构特点,将BRD4抑制剂(+)-JQ1和处于临床研究的BET抑制剂ABBV-075的药效团片段进行分子杂合,进一步基于受体结构进行合理药物设计,从而得到A和B两个系列的三氮唑并吡啶衍生物。本研究共合成30个目标化合物,其中B系列有26个、B系列有4个,通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS等对化合物进行了结构确证,并在HIV潜伏感染细胞模型J-LatA2上,对所合成的化合物进行了体外潜伏病毒激活和化合物细胞毒性测试。结果显示,A系列大部分化合物展现出良好的激活效果和较低的细胞毒性,其中YHP-1、YHP-6、YHP-10、YHP-11、YHP-12、YHP-16、YHP-17、YHP-23,这8个化合物的激活效果与阳性对照(+)-JQ1相当,B系列化合物则未表现出明显的激活效果。为了避免不同细胞系带来的误差,我们又在ACH2细胞模型上对化合物的潜伏激活效果进行了复筛。结果显示:A系列大部分化合物的激活效果均超过阳性对照(+)-JQ1,激活效果最好的是YHP-16,10μM浓度下能诱导7.85倍的HIV-1再活化,而阳性对照(+)-JQ1仅能诱导2.06倍的HIV-1再活化。我们选取激活效果较好的部分化合物进行了 BRD4(1)/(2)抑酶测试,进一步验证化合物的激活机制。结果显示,所有被测化合物在浓度为1μM下对BRD4(1)和BRD4(2)均有较强的抑制活性,抑制率在90%以上,这与我们在细胞水平上得出的结果是一致的。初步作用机制研究表明,这些化合物通过抑制BRD4蛋白结合能力从而增强Tat与P-TEFb复合物的结合,促进病毒的转录延伸而发挥潜伏激活作用。综上所述,本研究所得到的三氮唑并吡啶类化合物不仅在HIV潜伏感染细胞J-Lat A2和ACH2上能有效激活潜伏病毒,而且还具有较低的细胞毒性,有望成为高效低毒的LRAs用于消除HIV潜伏病毒储存库,从而实现HIV的功能性治愈。