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研究目的合成基于磺胺及1,3,5-三嗪的新型MMP抑制剂,探讨新型磺胺-1,3,5-三嗪的心脏保护效应。研究背景心肌梗塞(Myocardial infarction，MI)及缺血再灌注损伤(Ischemia-reperfusion injury，I/R)的是最常见心血管疾病,严重威胁人类生命健康。基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinase，MMP)参与多种ECM蛋白的降解,在调节心脏结构及功能中起着重要的作用。大量研究证明,心脏损伤会导致机体MMP表达显著升高,抑制MMP的活性能有效减轻MI及I/R诱导的心脏结构及功能的损伤,MMP可作为心脏损伤早期的生物标志及治疗靶点。大量研究报道了 MMP抑制剂(Matrix metalloproteinase inhibitors，MMPIs)对心脏的保护作用。作为氧西酸盐类MMP抑制剂,磺胺类化合物能有效抑制多种MMP的活性,降低心脏损伤诱导的MMP表达,被证明具有明显的心脏保护作用。此外,1,3,5-三嗪被证明能有效抑制MMP-9的表达,应用于多种生物酶及受体抑制剂具有巨大潜力。因此,将磺胺类化合物与1,3,5-三嗪进行连接,合成新型化合物或有效减轻MI及I/R对心脏的损伤。研究方法1.采用环杂化化学键合的方式连接磺胺与1,3,5-三嗪,合成新型新型磺胺-1,3,5-三嗪化合物,并采用不同种类的芳香剂及脂肪胺官能团(a-j)取代1,3,5-三嗪R基,合成目标化合物8(a-j);采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)、质谱(Mass spectrum，MS)、元素分析等方法分析目标化合物的细化性质;采用荧光法以荧光肽为前体测定化合物的MMP-2及MMP-9抑制活性。2.选择化合物8e及8f作为评价对象,采用CCK-8法检测化合物对原代培养心肌及成纤维细胞的毒性;化合物的抗氧化活性采用抗氧化测定试剂盒进行检测;Western Blot分析化合物对PMA诱导的原代培养细胞MMP-2及MMP-9表达的影响;建立离体心脏灌流及I/R损伤模型;研究化合物对离体灌流心脏心率-血压乘积(Rate-pressure product，RPP)及冠状动脉流速的影响;ELISA法检测冠脉流出液中心肌肌钙蛋白I(Cardiac troponin I,cTnI)的水平;采用荧光标记的O-酞醛分析胶原的降解程度;用Quantikine免疫测定试剂盒测定冠脉流出液中MMP-2及MMP-9的含量。3.选择化合物8e作为评价对象;采用皮下注射异丙肾上腺素(Isoproterenol,ISO)诱导大鼠急性MI模型,生化分析化合物对大鼠血清cTnI、Mb、CK、CK-MB、LDH、ADT、ALT、ALP水平的影响;心尖组织匀浆,试剂盒测定心脏组织抗氧化酶GSH、GR、GPx、SOD的表达;H&E染色评价心肌组织损伤程度。研究结果1.成功合成了新型磺胺-1,3,5-三嗪衍生化合物8(a-j),目标产物合成收率较高;通过改变1,3,5-三嗪中的R取代基能有效调节化合物的理化性质及MMP抑制活性;化合物8c、8e、8f的溶解度较高,且pH值在生理范围内;带有烯丙基胺取代基化合物8a及8b显示出较低的MMP抑制活性,芳香基团的引入(8d)能一定程度的改善MMP酶抑制活性;8e的MMP抑制活性最强;8e对MMP-2及MMP-9抑制倒数曲线彼此相交,Km及Vmax值随着抑制剂浓度的增加而逐渐降低。2.一定浓度新型磺胺-1,3,5-三嗪衍生物8e及8f对原代培养心肌及成纤维细胞无明显毒性;8e能显著抑制PMA诱导的MMP-9的表达,而8f对MMP-9的抑制活性显著低于8e;8e及8f均无明显的抗氧化活性;8e再灌注离体心脏后RPP与对照组比较提高,而8f再灌注对缺血心脏功能指数提高不大;8e再灌注能显著提高离体心脏冠脉流速、减轻心肌水肿、降低缺血心脏cTnl的释放、抑制缺血心脏胶原的降解,并显著减少冠脉流出液MMP-9的水平,而8f对离体灌流心脏的保护作用显著弱于8e。3.通过ISO皮下注射,成功建立大鼠心脏急性MI损伤模型,8e能有效减轻ISO皮下注射诱导的心脏损伤血清指标cTnl、Mb、CK、CK-MB;诱导LDH、ADT、ALT、ALP降至接近正常水平;有效缓解ISO诱导的心肌MDA水平的升高;促进心脏组织抗氧化酶GSH、GR、GPx、SOD的表达;H&E染色显示8e能有效减轻ISO诱导的心脏组织损伤。研究结论1.采用苯环杂化能简单有效合成新型磺胺-1,3,5-三嗪衍生化合物,1,3,5-三嗪中的R取代基的改变能调节化合物的MMP抑制活性,化合物8e具有最强的MMP-9及MMP-2抑制活性;2.8e具有较高的生物安全性,能有效减轻I/R诱导的心脏结构及功能的损伤;一定浓度的8e能显著减轻ISO诱导的大鼠心脏MI急性损伤;其机制可能与其MMP-9抑制活性及激活下游抗氧化信号有关。