选题依据:传统中药是重要的先导化合物的来源,植物中存在着无数结构多样性和生物活性多样性的天然产物,从中发现全新骨架的先导化合物为一有效途径。我们课题组前期应用活性指导下的分离方法从经典的抗抑郁方剂逍遥散中的有效部位分离得到了1,3-二炔类结构的化合物(2Z,8E,10E)-十五烷三烯-4,6-二炔-1-醇(RB-2),在初步的药理活性测试中发现,RB-2在30μM水平可以抑制大鼠脑突触体对单胺类神经递质的再摄取,并且该化合物在此浓度下无明显的细胞毒性,到目前为止,多炔类化合物具有抗抑郁症的药理活性,还未发现研究报道,因此RB-2可以成为一类具有1,3-二炔的全新骨架治疗抑郁症药物的先导化合物。而RB-2化合物的在生物体内是否具有抗抑郁活性?1,3-二炔骨架的抗抑郁化学空间如何?及此类化合物是通过什么作用机制发挥抗抑郁活性的?这些问题的解释尚不清楚。通过对这些问题的研究将为具有全新骨架的抗抑郁新药的研发打下良好的理论基础。但是由于该化合物在植物中的含量少,限制了进一步对此化合物抗抑郁活性的研究。目的:对RB-2及其类似物柴胡炔醇进行全合成;对RB-2结构进行修饰和改造合成RB-2的类似物;测定RB-2及类似物的神经细胞保护活性,初步总结1,3-二炔类化合物与神经细胞保护活性之间的构效关系;进一步对1,3-二炔类化合物的神经细胞保护活性的作用机制进行研究;并探索1,3-二炔类化合物对GABAA受体的活性的影响;最后对1,3-二炔类化合物的抗抑郁活性进行动物水平药效学评价。内容和方法:1.通过对RB-2,柴胡炔醇的结构进行逆合成分析,应用Scifinder软件进行路线设计,最终通过Sonogashira交叉偶联反应、cadiot-chodkiewitz偶联反应、Julia-Kecieneski烯基化一锅化反应构建了RB-2和柴胡炔醇的基本骨架,从而完成了1,3-二炔类天然产物RB-2和柴胡炔醇的合成。2.在上述RB-2及柴胡炔醇合成路线基础上,对RB-2衍生物进行设计及合成。首先在RB-2结构中二炔的左边共轭烯烃部分用其它的官能团进行替代,合成了一系列RB-2的类似物;发现其中类似物F07具有显著的神经细胞保护活性,进而对F07结构进行结构改造,确定其活性必须的官能团。3.以CORT诱导损伤的PC12细胞为模型,测定RB-2及其类似物的神经细胞保护活性。根据神经细胞保护活性筛选的结果对1,3-二炔类化合物与神经细胞保护活性之间的构效关系进行初步总结,确定此类骨架的化学空间与抗抑郁活性之间的关系。4.以化合物F07为代表对1,3-二炔类化合物的神经细胞保护活性的作用机制进行研究,通过Western Blot实验对细胞凋亡相关的蛋白表达进行研究,进而应用膜片钳技术对GABAA受体的活性进行研究。5.化合物F07的体内抗抑郁活性的药效学研究。通过小鼠强迫游泳抑郁模型对化合物F07的体内抗抑郁活性进行药效学评价。结果:1.通过Sonogashira交叉偶联反应、cadiot-chodkiewitz偶联反应、Julia-Kecieneski烯基化一锅化反应构建了RB-2和柴胡炔醇的基本骨架。合成路线通过12步,分别以26%和22%的总产率完成了二炔类天然产物RB-2和柴胡炔醇的合成。2.对RB-2结构进行修饰和改造合成了16个RB-2的类似物。在CORT诱导损伤的PC12细胞模型上,对RB-2及类似物进行了神经细胞保护活性筛选。得到了5个具有PC12细胞保护活性较好的类似物,并初步总结了1,3-二炔类化合物与神经细胞保护活性之间的构效关系。3.在化合物F07的神经细胞保护作用机制研究中,CORT诱导损伤的模型组中PC12中的促细胞凋亡蛋白Bax,Caspase-3,cytochrome c蛋白表达上调,而抗细胞凋亡蛋白Bcl-2蛋白表达下调;而给药组中抗细胞凋亡蛋白Bcl-2的表达上调,与此同时促细胞凋亡蛋白Bax,caspase-3,cytochrome c表达下调。表明1,3-二炔类化合物的神经细胞保护活性主要是通过调节神经细胞中与细胞凋亡相关蛋白的表达。4.通过大鼠海马神经元γ-氨基丁酸A型(GABAA)受体所介导电流的调节作用实验测定化合物F07对GABAA的活性。结果显示化合物F07在10μM水平能显著增加微小抑制性突触后电流的振幅和缩短其初始的时间,从而对GABAA受体产生激动活性。5.在化合物F07的体内抗抑郁活性的药效学评价中,给药组分为高中低三个剂量组,给药剂量分别为0.0125 mg/kg,0.025 mg/kg,0.05 mg/kg,强迫游泳小鼠抑郁模型试验结果表明这三个给药剂量组都可以显著的缩短强迫游泳抑郁模型小鼠的不动时间(P<0.01),实验结果表明化合物F07在动物水平具有显著的抗抑郁活性。结论:完成了了1,3-二炔类天然产物RB-2和柴胡炔醇的合成;并完成了了16个RB-2的类似物的合成并测定了它们的神经细胞保护活性;初步总结了1,3-二炔类化合物与神经细胞保护活性之间的构效关系;进一步对1,3-二炔类化合物的神经细胞保护活性的机理进行研究,结果表明化合物F07主要通过激动GABAA受体从而同时调节与细胞凋亡相关蛋白水平,通过抑制细胞凋亡从而对神经细胞起到保护作用,最后,在小鼠强迫游泳试验中证明了化合物F07具有出显著的抗抑郁活性。