一氧化氮供體型心腦血管藥物研究的實(shí)踐與思考

吳建兵，黃張建，張奕華

（中國(guó)藥科大學(xué)新藥研究中心，南京210009）

自20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮衍生的血管舒張因子（EDRF）的化學(xué)本質(zhì)為一氧化氮（NO?，簡(jiǎn)寫(xiě)為NO）以來(lái)，人們對(duì)這一雙原子的自由基氣體小分子產(chǎn)生了濃厚的興趣，有關(guān)NO的生物學(xué)和化學(xué)研究不斷深入。1992年，NO被美國(guó)Science雜志評(píng)為“明星分子”。1998年，美國(guó)學(xué)者Furchgott、Ignarro和Murad因各自在NO生物學(xué)研究中的重大發(fā)現(xiàn)而分享當(dāng)年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。大量的研究表明，NO作為信使物質(zhì)和/或效應(yīng)分子在心血管、神經(jīng)、免疫等系統(tǒng)發(fā)揮極其重要的作用，體內(nèi)NO生成不足或信號(hào)傳導(dǎo)異常與多種疾病的形成和發(fā)展密切相關(guān)。NO在醫(yī)藥方面所顯示出的巨大潛力吸引了全世界許多著名大學(xué)和科研單位，直接或間接調(diào)控體內(nèi)NO水平及其相關(guān)代謝途徑的研究已成為生物醫(yī)學(xué)和藥學(xué)領(lǐng)域研究的重大課題。

NO最初以氣體吸入方式用于治療新生兒持續(xù)性肺動(dòng)脈高壓，其后的研究主要集中在NO供體方面。NO供體一般是指在體內(nèi)經(jīng)酶或非酶作用釋放NO的化合物，它可作為一種NO體內(nèi)運(yùn)輸形式，又可作為一種貯存形式，延長(zhǎng)NO半衰期，克服吸入NO所引起的諸多不便及難以控制的缺點(diǎn)。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的NO供體，較重要的有硝酸酯、亞硝基硫醇、呋咱N-氧化物、偶氮鎓二醇鹽等［1］。NO供體型藥物主要指NO供體與活性化合物或藥物以共價(jià)鍵或離子鍵結(jié)合，在體內(nèi)經(jīng)酶或非酶作用釋放NO和活性化合物或藥物的前藥。

在已知的NO供體型藥物中，硝酸甘油的臨床應(yīng)用已超過(guò)一個(gè)世紀(jì)，挽救了無(wú)數(shù)心絞痛患者的生命；硝普鈉、單硝酸異山梨酯以及尼可地爾等也在20世紀(jì)廣泛用于心力衰竭、心絞痛、高血壓危象等重大疾病的治療。21世紀(jì)以來(lái)，NO供體型藥物研究方興未艾。2005年抗心力衰竭藥BiDil應(yīng)用于臨床，2017年治療青光眼/眼高壓的拉坦前列腺素硝酸酯（Latanoprostene bunod）及其滴眼劑（Vyzulta）被FDA批準(zhǔn)上市，另有10多個(gè)各類(lèi)NO供體型藥物處于臨床前和臨床研究階段，如抗腫瘤的RRx-001正在美國(guó)進(jìn)行Ⅱ期臨床研究［2］。

NO雖然在體內(nèi)具有多種重要生理功能，但具有“雙刃劍”作用的特點(diǎn)。通常低濃度的NO（pmol/L級(jí)至nmol/L級(jí)）通過(guò)經(jīng)典的NO-sGC-cGMP［3］或非經(jīng)典的S-亞硝化［4］途徑發(fā)揮舒張血管、保護(hù)細(xì)胞等有益作用；而高濃度的NO（μmol/L級(jí)至mmol/L級(jí)）則可與某些活性氧（ROS）反應(yīng)生成活性氮（RNS），對(duì)蛋白、脂質(zhì)以及DNA進(jìn)行硝化或亞硝化，產(chǎn)生細(xì)胞毒性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［5］。由此人們?cè)O(shè)想：（1）能否揚(yáng)“長(zhǎng)”避“短”，通過(guò)外源性提供適量的NO來(lái)治療因NO生成不足而引起的某些疾病呢？（2）既然正常組織、細(xì)胞內(nèi)NO生成過(guò)量會(huì)導(dǎo)致肌體損傷，能否將這種破壞作用選擇性地發(fā)生在癌變的組織或細(xì)胞內(nèi)呢？也就是說(shuō)，讓NO在正常細(xì)胞做“好事”，但在腫瘤細(xì)胞做“壞事”。本課題組正是基于上述設(shè)想來(lái)設(shè)計(jì)、合成NO供體型藥物的。如何釋放適量NO到特定組織而不影響其他組織，即如何“定位”和“定量”釋放NO，以發(fā)揮其治療作用，抑制或減少其不良反應(yīng)，是研究面臨的挑戰(zhàn)。圍繞這一科學(xué)問(wèn)題，本課題組系統(tǒng)制備了多種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的NO供體化合物，其中一些可選擇性地在腫瘤細(xì)胞釋放高濃度的NO，與特定靶分子作用，發(fā)揮抗腫瘤、抗腫瘤耐藥和/或抗腫瘤轉(zhuǎn)移的活性；另一些可在循環(huán)系統(tǒng)或病變部位緩慢釋放低濃度的NO，治療心腦血管疾病或降低其他藥物所產(chǎn)生的心血管不良反應(yīng)。兩方面的研究均取得了一些重要進(jìn)展。在NO供體型抗腫瘤藥物研究方面，本課題組研發(fā)的化合物ZCVI4-2曾被遴選為“‘十一五’重大新藥創(chuàng)制”的候選藥物，進(jìn)行過(guò)較深入的研究。此外，本課題組還應(yīng)邀在JMed Chem雜志上發(fā)表了一篇與NO供體型抗腫瘤藥物研究相關(guān)的綜述文章［5］。因篇幅有限，本文僅簡(jiǎn)要介紹體內(nèi)NO的產(chǎn)生及其在心腦血管系統(tǒng)的生理、病理作用，重點(diǎn)綜述本課題組在NO供體型心腦血管藥物研究方面所開(kāi)展的工作，并對(duì)今后的發(fā)展方向提出一些自己的見(jiàn)解。

1 體內(nèi)NO的產(chǎn)生及其在心腦血管系統(tǒng)的生理、病理作用

體內(nèi)NO由NO合酶（NOS）在輔因子還原型煙堿酰胺-腺嘌呤-二核苷酸磷酸鹽（NADPH）、黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、黃素單核苷酸（FMN）和（6R-）5，6，7，8-四氫生物蝶呤（BH4）存在下，催化L-精氨酸和氧分子反應(yīng)產(chǎn)生［6］。哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)NOS有3種亞型，即內(nèi)皮型NOS（eNOS）、神經(jīng)元型NOS（nNOS）和誘生型NOS（iNOS），其中eNOS和nNOS又統(tǒng)稱(chēng)為原生型或組成型NOS（cNOS）。

eNOS主要在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，但在成纖維細(xì)胞、骨骼肌、骨、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中也有表達(dá)。在正常的心腦血管系統(tǒng)中，由eNOS催化產(chǎn)生的NO具有血管舒張作用，其機(jī)制為激活平滑肌細(xì)胞中可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶（sGC），使胞內(nèi)的環(huán)鳥(niǎo)苷酸（cGMP）水平增加，激活cGMP依賴(lài)性的激酶PKG1（eNOS-NO-cGMP-PKG1通路），從而舒張血管、調(diào)節(jié)血壓［3，6-7］；其他機(jī)制，如NO直接激活鉀離子通道，引起血管舒張，也見(jiàn)報(bào)道［8］。除舒張血管外，NO還可通過(guò)抑制單核細(xì)胞、血小板黏附和血小板聚集以及抑制平滑肌細(xì)胞增生，產(chǎn)生抗血栓、抗動(dòng)脈粥樣硬化作用，從而保護(hù)心腦血管［7］。

在生理情況下，由eNOS衍生的NO與超氧陰離子（O2?-）反應(yīng)速度比超氧化物岐化酶（SOD）清除O2?-的速度快3倍，但由于體內(nèi)NO濃度（10～100 nmol/L）約為SOD濃度的90%，此時(shí)產(chǎn)生的NO很難與SOD競(jìng)爭(zhēng)O2?-，主要作為信使分子行使其正常的生理功能［9］。在某些病理?xiàng)l件下，如氧化應(yīng)激、eNOS解偶聯(lián)和血管內(nèi)皮功能障礙等可導(dǎo)致NO生成不足，介導(dǎo)多種心血管病變，包括高血壓、冠狀動(dòng)脈硬化、心力衰竭等［6］。

nNOS主要在中樞和外周神經(jīng)元表達(dá)，經(jīng)nNOS-NO-cGMP-PKG1信號(hào)通路，行使正常生理功能，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸可塑性、血壓的中樞調(diào)節(jié)、平滑肌松馳和外周氧化氮能神經(jīng)（peripheral nitrergic nerves）介導(dǎo)的血管舒張等［6，10］。nNOS有4種不同的亞型（α，β，γ，μ），其中nNOSα和nNOSμ固定在神經(jīng)元的PDZ結(jié)構(gòu)域，nNOSβ和nNOSγ存在于胞質(zhì)內(nèi)。nNOSα通過(guò)突觸后密度-95蛋白（PSD-95）與NMDA受體結(jié)合并相互作用。在外周神經(jīng)系統(tǒng)，NO于氧化氮能神經(jīng)突觸前末梢釋放，作為順行神經(jīng)遞質(zhì)行使功能；在大腦的大部分區(qū)域，NO產(chǎn)生于神經(jīng)元突觸后，作為逆行神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用［10］。

iNOS主要由炎癥因子、氧化應(yīng)激、缺氧、各種內(nèi)毒性等產(chǎn)生，可在巨噬細(xì)胞等多種細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生大量的NO，抑制寄生的靶細(xì)胞，參與炎癥性疾病和感染性休克等病理、生理過(guò)程［6，10］。在大腦中，iNOS主要在小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生，釋放NO的時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)甚至幾天［10］。

必須指出的是，早期的研究系根據(jù)NOS亞型在細(xì)胞中分布及生成方式不同對(duì)其加以命名的。后來(lái)的研究提示這種分類(lèi)過(guò)于簡(jiǎn)單，因?yàn)?種亞型除在原先所述的細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生外，也出現(xiàn)在其他一些細(xì)胞內(nèi)，而且cNOS可誘導(dǎo)產(chǎn)生，iNOS亦有少量原生型表達(dá)。cNOS和iNOS真正的區(qū)別在于前者活性依賴(lài)Ca2+，催化生成的NO較少，一般在pmol/L（1×10-12mol/L）水平，后者由于與Ca2+/鈣調(diào)素（CaM）具有高度親和力，其活性不依賴(lài)Ca2+，可催化生成高達(dá)μmol/L（1×10-6mol/L）濃度以上的NO［6，10-11］。

腦缺血后，NO在缺血性腦組織中所起的有益或有害作用取決于NOS的亞型、細(xì)胞種類(lèi)、NO濃度和缺血微環(huán)境等［12］。研究表明，由內(nèi)皮細(xì)胞eNOS衍生的NO具有保護(hù)血腦屏障（BBB）、減少氧化應(yīng)激以及保護(hù)神經(jīng)的功能，而神經(jīng)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)nNOS/iNOS衍生的NO則發(fā)揮損傷神經(jīng)的作用，究其原因，主要是在缺血早期，興奮性谷氨酸過(guò)度釋放，激活NMDA受體的亞型GluN2B，使Ca2+經(jīng)離子通道內(nèi)進(jìn)入胞漿，與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，從而激活GluN2B-PSD95-nNOS信號(hào)通路，產(chǎn)生過(guò)量NO及其他自由基，導(dǎo)致神經(jīng)損傷；在缺血后期，炎性細(xì)胞因子等誘導(dǎo)了iNOS表達(dá)，生成大量NO，觸發(fā)神經(jīng)細(xì)胞凋亡或壞死［9-10，12-16］。

腦缺血后NO的不同作用可能與其本身的氧化還原狀態(tài)有關(guān)。NO可失去一個(gè)電子或獲得一個(gè)電子，形成3種互變形式：NO自由基（NO?）、亞硝基陽(yáng)離子（NO+）和亞硝基陰離子（NO-）。NO+能使NMDA亞型受體的巰基亞硝化，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用；而NO?可與O2?-反應(yīng)，生成過(guò)氧亞硝酸陰離子（ONOO-），引起細(xì)胞毒性［9，17-18］。

2 NO供體型心腦血管藥物及相關(guān)藥物的研究

鑒于NO在維持血管張力、血壓及血流動(dòng)力學(xué)方面起著十分重要的作用，外源性補(bǔ)充N(xiāo)O己成為治療心腦血管疾病的有效策略之一。本課題組將各種NO供體通過(guò)連接基團(tuán)與已知的心腦血管藥物或活性化合物雜合，設(shè)計(jì)、合成了一系列NO供體型藥物。不同的NO供體和連接基團(tuán)可調(diào)節(jié)NO的釋放部位、釋放量和釋放時(shí)間，使NO以持續(xù)、可控的方式釋放到特定組織和/或血液中，這樣不僅可改善原藥或活性化合物的心腦血管活性，還能減少其不良反應(yīng)。

2.1 抗缺血性腦卒中藥物

缺血性腦卒中嚴(yán)重危害人類(lèi)的健康和生命，已成為我國(guó)第一致殘和致死的重大疾病，目前臨床缺乏高效、安全的治療藥物，研究和發(fā)現(xiàn)新型抗缺血性腦卒中藥物具有重要意義。

2.1.1 NO供體型丁苯酞開(kāi)環(huán)衍生物 丁苯酞（NBP）是我國(guó)自主研發(fā)并于2004年上市的治療輕、中度缺血性腦卒中藥物。NBP雖有確切的抗血小板聚集、抗血栓、減少腦梗死體積、保護(hù)線粒體功能、改善腦微循環(huán)等多種生物活性，但常與其他藥物聯(lián)用以增強(qiáng)其療效［19］。此外，NBP水溶性極差，對(duì)其制劑的制備及其療效產(chǎn)生不良影響。為改善NBP的水溶性和/或活性，本課題組以其為先導(dǎo)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)修飾和改造。

已知NBP的內(nèi)酯開(kāi)環(huán)物2-（1-羥正戊基）苯甲酸（HPBA）的鉀鹽2-（1-羥正戊基）苯甲酸鉀鹽（PHPB），具有較高的水溶性，且在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)镹BP，發(fā)揮與NBP相當(dāng)?shù)目鼓X缺血活性，其口服生物利用度優(yōu)于NBP［20-21］，這為本課題組設(shè)計(jì)HPBA衍生物提供了依據(jù)。

此外，眾所周知，阿魏酸（ferulic acid，F(xiàn)A）等桂皮酸類(lèi)化合物是當(dāng)歸、川芎、阿魏等中草藥的主要活性成分，具有抑制活性氧、抗氧化、抗炎、抗血小板聚集等藥理活性。近年來(lái)的研究表明，F(xiàn)A在小鼠急性血栓模型通過(guò)下調(diào)αIIbβ3/FIB/AKT表達(dá)，抑制血小板聚集，發(fā)揮抗血栓活性［22］；FA抑制大鼠中腦動(dòng)脈閉塞（MCAO）誘導(dǎo)的eNOS下調(diào)以及nNOS和iNOS的上調(diào)，產(chǎn)生抗腦缺血作用［23］。FA可以單獨(dú)使用，也可以作為兩個(gè)活性分子之間的連接基，增強(qiáng)心腦血管疾病的治療效果。

本課題組以FA等作為連接基團(tuán)將HPBA的羧基與硝酸酯類(lèi)NO供體雜合，并在HPBA側(cè)鏈戊基的羥基上引入親水性基團(tuán)（二甲胺、嗎啉、哌啶鹽酸鹽等）取代的烷（芳）酰基，設(shè)計(jì)、合成了NO供體型NBP的開(kāi)環(huán)衍生物，以改善分子理化性質(zhì)、增強(qiáng)其化學(xué)穩(wěn)定性和生物活性。大部分衍生物的水溶性及血小板聚集抑制活性均優(yōu)于NBP［24-26］，其中ZJM-289尤為特出，故對(duì)其重點(diǎn)研究。結(jié)果表明，ZJM-289可在體內(nèi)釋放出HPBA，繼而環(huán)合成NBP，同時(shí)釋放出NO及阿魏酸片段，發(fā)揮協(xié)同作用［27］。ZJM-289對(duì)缺氧缺糖及過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞神經(jīng)損傷及凋亡具有明顯的保護(hù)作用，體內(nèi)抗血栓活性?xún)?yōu)于等摩爾量的NBP或阿司匹林。

此外，ZJM-289具有良好的BBB通透性，對(duì)大鼠局灶性腦缺血/再灌注（I/R）損傷的抑制作用顯著強(qiáng)于等摩爾量的NBP，其分子機(jī)制主要為增加腦內(nèi)eNOS的表達(dá)，激活eNOS-NO-cGMP途徑，發(fā)揮腦神經(jīng)元保護(hù)效應(yīng)［28］。該化合物安全性較好，小鼠經(jīng)口給藥的LD50大于5 g/kg，Ames試驗(yàn)無(wú)明顯的致突變作用。ZJM-289在大鼠和Beagle犬體內(nèi)具有良好的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)［27，29］。基于以上優(yōu)良特性，ZJM-289曾被遴選為“十一五”重大新藥創(chuàng)制的候選藥物，進(jìn)行過(guò)較深入的研究。

NBP分子中含有一個(gè)手性碳原子，故存在（S）-和（R）-對(duì)映體。已知（S）-NBP在抑制血小板聚集、抗血栓、抗腦缺血以及神經(jīng)保護(hù)作用等方面略?xún)?yōu)于（R）-NBP［30-32］。因此，本課題組合成了（S）-和（R）-ZJM-289，并對(duì)其生物活性進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)（S）-ZJM-289在抑制血小板聚集、抗血栓和神經(jīng)保護(hù)方面的作用與ZJM-289和（R）-ZJM-289并無(wú)顯著差異［33］。研究表明，（S）-ZJM-289可通過(guò)抑制線粒體功能障礙等機(jī)制，減少短暫性腦缺血及缺氧-缺糖誘導(dǎo)的神經(jīng)損傷［34-35］。

2.1.2 NO/H2S雙供體型NBP開(kāi)環(huán)衍生物 硫化氫（H2S）是繼NO和一氧化碳（CO）之后發(fā)現(xiàn)的第3種氣體信號(hào)分子，與NO類(lèi)似，具有舒張血管、增加腦血流量、抗氧化應(yīng)激、減少自由基、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞等作用。近年來(lái)研究表明，H2S對(duì)腦卒中和神經(jīng)退行性疾病等具有潛在治療價(jià)值［36-37］，NO/H2S雙供體型藥物比單一供體型藥物具有更好的生物活性［38］。

本課題組將HPBA的羧基和側(cè)鏈羥基分別與NO供體和H2S供體雜合，設(shè)計(jì)、合成了NO/H2S雙供體型NBP開(kāi)環(huán)衍生物，并對(duì)其生物活性及作用機(jī)制進(jìn)行了研究［39-40］。結(jié)果表明，所有目標(biāo)化合物對(duì)二磷酸腺苷（ADP）誘導(dǎo)的家兔血小板聚集的抑制活性均優(yōu)于NBP，其中化合物1最佳：（1）對(duì)ADP誘導(dǎo)的家兔血小板聚集的抑制活性是NBP的5.2倍；（2）釋放適量濃度的NO和H2S，NO清除劑PTIO和H2S清除劑均可顯著降低其抗血小板聚集活性，提示NO和H2S對(duì)它的抗血小板聚集活性至關(guān)重要；（3）血小板聚集抑制活性?xún)?yōu)于相應(yīng)的H2S供體型NBP開(kāi)環(huán)衍生物和/或NO供體型NBP開(kāi)環(huán)衍生物，提示化合物1的兩個(gè)供體片段協(xié)同作用，發(fā)揮比NBP更強(qiáng)的活性；（4）顯著降低I/R大鼠的梗死體積及腦含水量，效果優(yōu)于等摩爾的NBP；（5）改善神經(jīng)行為功能；（6）抑制神經(jīng)元死亡和缺血引起的BBB功能障礙。

作用機(jī)制研究表明，化合物1可通過(guò)升高I/R大鼠腦內(nèi)GSH、SOD及GSH-Px的含量，降低MDA的水平，發(fā)揮其抗氧化作用。此外，化合物1通過(guò)抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路和NLRP3炎性小體，抑制M1樣小膠質(zhì)細(xì)胞活化，并增強(qiáng)PPAR核易位，促進(jìn)M2樣小膠質(zhì)細(xì)胞活化，使小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞從炎癥M1表型向保護(hù)性M2表型轉(zhuǎn)變，從而對(duì)缺血性腦神經(jīng)產(chǎn)生保護(hù)作用。

在上述基礎(chǔ)上，本課題組以（S）-HPBA為先導(dǎo)物，將其羧基和側(cè)鏈上的羥基通過(guò)不同的連接基團(tuán)分別與H2S供體和NO供體雜合，設(shè)計(jì)、合成了光學(xué)活性的NO/H2S雙供體型NBP開(kāi)環(huán)衍生物，發(fā)現(xiàn)所有化合物在體外均能釋放一定水平的NO和H2S，對(duì)ADP或AA誘導(dǎo)的血小板聚集具有明顯的抑制作用，其中化合物2活性最強(qiáng)，優(yōu)于（S）-NBP、阿司匹林（ASA）和噻氯匹定（ticlid）。此外，化合物2結(jié)構(gòu)中的3個(gè)片段抑制ADP誘導(dǎo)的血小板聚集活性均低于整體分子，提示三者可能協(xié)同作用，對(duì)化合物2的活性具有重要貢獻(xiàn)［41］。

2.1.3 HPBA衍生物與L-精氨酸的成鹽產(chǎn)物 L-精氨酸在體內(nèi)可被NOS代謝為對(duì)心血管有益的NO，亦可被非酶途徑氧化成NO。膳食補(bǔ)充L-精氨酸可降低高膽固醇患者的血小板反應(yīng)活性、阻止動(dòng)脈粥樣硬化形成。L-精氨酸可通過(guò)血-腦脊液屏障上的陽(yáng)離子氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（CAT1）從外周血液進(jìn)入腦內(nèi)，對(duì)大腦發(fā)育十分重要［42］。此外，梅拉斯（MELAS）型線粒體腦病患者靜脈滴注或口服L-精氨酸可增加腦血流微循環(huán)，減少局灶性腦缺血急性損傷，明顯降低腦卒中癥狀的頻率和嚴(yán)重程度［43］；直接向AD大鼠腦室注射L-精氨酸可產(chǎn)生顯著的神經(jīng)保護(hù)和抗凋亡活性［44］。對(duì)缺血再灌注大鼠的腦室注射L-精氨酸可降低其神經(jīng)元的死亡，促進(jìn)其功能恢復(fù)［45］。此外，L-精氨酸能有效地保護(hù)肝臟，對(duì)肝臟的氨中毒具有解毒作用，還能預(yù)防肝硬化形成等。事實(shí)上，L-精氨酸的多種劑型已被中國(guó)藥典收錄［46］，是多年來(lái)用于臨床治療血氨增高所致精神癥狀的有效藥物。

考慮到已在動(dòng)物腦卒中模型顯示優(yōu)良神經(jīng)保護(hù)活性但改善血流活性較弱的一些化合物如neri?netide（NA-1）未能獲得理想的臨床療效［47-48］，還考慮到僅能改善血流而無(wú)神保護(hù)活性的藥物如rt-PA的治療局限性，本課題組基于神經(jīng)血管單元（NVU）理念［49］，運(yùn)用多靶點(diǎn)作用策略，設(shè)計(jì)、合成了L-精氨酸與HPBA衍生物（S-APB）形成的新型鹽類(lèi)化合物（AAPB）［50］。AAPB具有前藥及孿藥雙重作用的特點(diǎn)。作為前藥，S-APB在體內(nèi)可經(jīng)離解、去乙酰化、成環(huán)3步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為S-NBP；作為孿藥，AAPB體內(nèi)可產(chǎn)生兩個(gè)已知的藥物（S-NBP和L-精氨酸），協(xié)同發(fā)揮抗腦缺血作用。

體外以及嚙齒/靈長(zhǎng)目類(lèi)動(dòng)物的體內(nèi)研究表明，AAPB既改善了S-NBP的水溶性，又延長(zhǎng)了其表觀半衰期。與一般為增加某化合物水溶性而將其成鹽的方法相比，AAPB的設(shè)計(jì)策略顯示了多樣性效果，不僅藥效（特別是改善腦血循環(huán)和保護(hù)神經(jīng)的活性）而且安全性均優(yōu)于對(duì)照的臨床用藥或正在研究的藥物。

AAPB除具有NBP作用機(jī)制外，還具有L-精氨酸介導(dǎo)的作用特點(diǎn)：（1）釋放適量NO、保護(hù)細(xì)胞免受OGD/R誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷；（2）亞硝化磷酸酶及張力蛋白同源體（PTEN），激活PI3k/Akt通路，增加Akt磷酸化；（3）亞硝化Bcl-2，抗細(xì)胞凋亡；（4）亞硝化Keap1，抗氧化應(yīng)激；（5）促進(jìn)缺血腦組織中血管和神經(jīng)生成。

如果說(shuō)NBP是抗缺血性腦卒中的一把“利劍”，那么AAPB則可能是“雙劍合璧”（S-NBP和L-精氨酸）的更強(qiáng)大武器。

2.1.4 NO2–供體化合物 近年來(lái)不少文獻(xiàn)報(bào)道，NaNO2對(duì)一些心腦血管缺血性疾病具有很好的治療保護(hù)作用。I/R大鼠靜脈注NaNO2可降低其梗死體積，增加局部血流，改善神經(jīng)功能［51］。在頸動(dòng)脈閉塞前或閉塞后腹腔注射N(xiāo)aNO2，對(duì)缺血性腦卒中大鼠具有顯著的神經(jīng)保護(hù)作用，可降低其死亡率［52］。

研究發(fā)現(xiàn)，NO清除劑可以抑制NaNO2抗I/R活性，提示NaNO2的治療效果具有NO依賴(lài)性［51］。此外，Pluta等［53］在人體試驗(yàn)時(shí)也發(fā)現(xiàn)，靜脈滴注NaNO2后血漿中亞硝基硫醇量顯著增加，提示NaNO2可能被還原成NO后，再與硫醇進(jìn)行亞硝化反應(yīng)，生成亞硝基硫醇。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在缺血導(dǎo)致的低氧、低pH環(huán)境，亞硝酸陰離子（NO2–）可被脫氧血紅蛋白、黃嘌呤氧化還原酶或eNOS等還原為NO，產(chǎn)生舒張血管、增加血流，清除自由基、抗氧化，促進(jìn)缺血部位的血管新生等多種治療作用；在正常的含氧組織中，NO2–被氧化為無(wú)害的NO3–排出體外［54］。因此，NO2–可被視為缺血組織中NO的前藥。

雖然NaNO2治療多種動(dòng)物缺血性疾病已顯示出很好的效果，但它進(jìn)入體內(nèi)可被快速代謝。此外，NaNO2大劑量給藥，并未產(chǎn)生缺血保護(hù)作用。究其原因，可能是高濃度的NaNO2在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的NO，與O2?-反應(yīng)，生成氧化能力更強(qiáng)的ONOO-，導(dǎo)致蛋白硝化和DNA損傷等不良反應(yīng)［55］。再者，若頻繁給予NaNO2，有可能造成過(guò)多Na+攝入，對(duì)心血管產(chǎn)生不良影響。故此，研究和發(fā)現(xiàn)有機(jī)小分子化合物，使其持續(xù)釋放少量NO2–，不僅具有重要的理論意義，而且具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

本課題組設(shè)計(jì)、合成了2-硝甲基-1，3-二苯基丙烯酮類(lèi)NO2–供體（ND1～ND5），并對(duì)其生物活性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)［56］。體外研究發(fā)現(xiàn)，化合物ND1可在含巰基的小分子如谷胱甘肽或半胱胺酸存在下，通過(guò)加成、消除反應(yīng)釋放NO2–。體內(nèi)研究表明，ND1明顯降低I/R大鼠的神經(jīng)損傷，減少梗死體積，改善腦水腫。更重要的是，ND1可刺激腦缺血半暗帶血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)血管新生。

以ND1為先導(dǎo)化合物，設(shè)計(jì)、合成了三氟甲基取代的化合物ND-1x及其縮酮前藥ND-1xk。ND-1xk在血漿和GSH、N-Ac-L-Cys等親核試劑中都具有較好的穩(wěn)定性，顯著優(yōu)于ND-1x。ND-1xk在偏酸性的PBS緩沖溶液中可快速降解，釋放出亞硝酸陰離子，可劑量依賴(lài)性提高OGD/R模型原代神經(jīng)元細(xì)胞的生存率，還可降低MCAO大鼠腦梗死體積、降低腦含水量及改善神經(jīng)功能評(píng)分，顯著優(yōu)于NaNO2、ND1及ND-1x組。重要的是，ND-1xk具有較好的腦選擇性作用，其作用機(jī)制仍在深入研究中，結(jié)果將另文報(bào)道。

2.2 抗血小板聚集、抗血栓藥物

血栓主要因動(dòng)脈粥樣硬化或其他原因使動(dòng)脈管腔狹窄或完全閉塞所致。腦血栓可使腦組織缺血、缺氧、壞死，引起局限性神經(jīng)功能障礙，是急性缺血性腦卒中形成的重要因素。血小板黏附、聚集、釋放各種因子與局部血栓形成密切相關(guān)。因此，研究抗血小板聚集、抗血栓藥物具有重要意義。

2.2.1 NO供體型ASA衍生物 阿司匹林（acetyl?salicylic acid，ASA）不可逆地乙酰化血小板中環(huán)氧化酶-1（COX-1）530位絲氨酸的羥基，抑制COX-1催化花生四烯酸（AA）轉(zhuǎn)化為血栓烷A2（TXA2），對(duì)AA激活的血小板聚集及其血栓形成有較強(qiáng)的抑制作用［57］。但是激活血小板有多種途徑，ASA僅阻斷了其中的一種，故其作用仍有一定的局限性。此外，ASA還可導(dǎo)致胃腸道潰瘍、出血等不良反應(yīng)。因此，研發(fā)優(yōu)于ASA的抗血小板聚集、抗血栓藥物是藥學(xué)研究中的熱點(diǎn)之一。

NO通過(guò)激活sGC，抑制血小板的激活，使GTP轉(zhuǎn)化為cGMP，增加了ATP酶依賴(lài)性的內(nèi)皮鈣庫(kù)的貯存，其結(jié)果是阻斷胞內(nèi)鈣外流，減少了P-選擇素的表達(dá)以及與纖維蛋白酶原結(jié)合的糖蛋白Ⅱb/Ⅱa（GPIIb/IIIa）活性構(gòu)象，產(chǎn)生抗血小板聚集作用［58］。此外，NO在胃腸道中還發(fā)揮著與前列腺素相同的黏膜保護(hù)作用［11］。

桂皮酸類(lèi)化合物FA等能清除自由基、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、抗血小板聚集、抑制動(dòng)靜脈旁路血栓形成［22-23］。它們與ASA聯(lián)合用藥，不僅能明顯抑制TXA2生成，而且在抑制血小板功能上有協(xié)同作用。

基于上述背景，本課題組分別以對(duì)羥基桂皮酸和阿魏酸為連接基團(tuán)，將ASA與不同類(lèi)型的NO供體連接，合成了兩個(gè)系列化合物，并進(jìn)行了抗血小板聚集試驗(yàn)、動(dòng)靜脈旁路血栓試驗(yàn)、肺血栓試驗(yàn)［59-62］。結(jié)果表明，多數(shù)化合物的活性與陰性對(duì)照組相比具有顯著差異，其中化合物3最優(yōu)。化合物3顯著抑制大鼠體內(nèi)血小板的聚集，抑制率優(yōu)于ASA及陽(yáng)性對(duì)照藥NCX-4016。此外，化合物3能明顯抑制大鼠下腔靜脈血栓和肺血栓形成，降低大鼠血漿中血栓素B2（TXB2）和6-酮-前列腺素F1α（6-Keto-PGF1α）水平，其活性與NCX-4016相當(dāng)。

此外，本課題組還將ASA與NO供體3-芳基-1，2，3，4-三唑-5-亞胺以酰胺鍵偶聯(lián)，合成了未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的新型ASA衍生物。其中化合物4活性最好，體外可強(qiáng)效抑制ADP、AA或膠原蛋白3種誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)的血小板聚集，活性?xún)?yōu)于ASA。大鼠經(jīng)口給予化合物4后，血漿中NO及cAMP濃度明顯升高。化合物4能顯著抑制大鼠動(dòng)-靜脈旁路模型血栓的形成。此外，化合物4對(duì)由膠原蛋白和腎上腺素引發(fā)的小鼠肺血栓形成也具有較好的抑制作用，明顯提高小鼠存活率［63-64］。

2.2.2 NO供體型6-氨基NBP衍生物 據(jù)報(bào)道，6-氨基NBP能顯著抑制血小板聚集，減少腦梗死面積，改善線粒體功能，減少氧化損傷和神經(jīng)元凋亡［65］。本課題組以6-氨基NBP為先導(dǎo)化合物設(shè)計(jì)、合成了一系列NO供體型6-氨基丁苯酞衍生物，其中化合物5水溶性?xún)?yōu)于NBP，抗血小板聚集活性是NBP的2倍。

2.2.3 NO供體型HPBA/異山梨醇雜合物 雙硝酸異山梨醇酯（ISDN）及單硝酸異山梨醇酯（5-IS?MN）是一類(lèi)經(jīng)典的NO供體型藥物，具有抑制血小板聚集和黏附作用，臨床上用于心絞痛的預(yù)防和治療。另?yè)?jù)報(bào)道，硫代單硝酸異山梨醇酯類(lèi)化合物L(fēng)A-419具有良好的抗血小板聚集和抗血栓活性，并且能夠減少硝酸酯藥物的耐受性，曾進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段，用于缺血性心血管疾病的治療［66］。本課題組將HPBA與5-ISMN或其硫代類(lèi)似物雜合，并在HPBA側(cè)鏈羥基上引入二甲胺、二乙胺、嗎啉、吡咯、哌啶鹽酸鹽取代的乙酰基，以增加目標(biāo)化合物的水溶性及其活性，設(shè)計(jì)、合成了HP?BA/5-ISMN雜合物。其中化合物6a和6b比NBP或ASA具有更強(qiáng)的抗血小板活性，且釋放適量NO，有利于改善心腦循環(huán)［67］。

考慮到氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)有助于異山梨醇與體內(nèi)丁酰膽堿酯酶結(jié)合，加快前藥酯鍵斷裂成原藥的速度，同時(shí)考慮到氨基甲酸酯具有較好的水溶性，本課題組合成了含硝酸酯基團(tuán)的氨基甲酸-異山梨醇-HPBA三聯(lián)體。體外活性篩選結(jié)果表明，化合物7的水溶性及對(duì)ADP誘導(dǎo)的血小板聚集抑制活性均顯著優(yōu)于NBP［68］。

2.3 抗高血壓藥物

2.3.1 NO供體型替米沙坦衍生物 血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）抑制劑作用于腎素-血管緊張素系統(tǒng)（RAS），阻止血管緊張素Ⅰ被ACE轉(zhuǎn)化為血管緊張素Ⅱ（AII），是高血壓和充血性心衰治療的一線選擇藥，但有干咳、血管水腫等不良反應(yīng)。AII受體拮抗劑沙坦類(lèi)藥物無(wú)ACE抑制劑的不良反應(yīng)，且阻斷AII的作用更全面。然而，沙坦類(lèi)藥物在減輕或避免緩激肽誘發(fā)干咳癥狀的同時(shí)卻缺少了ACE抑制劑調(diào)節(jié)NO的作用。為了增強(qiáng)這類(lèi)藥物的抗高血壓活性并獲得NO介導(dǎo)的心血管活性，本課題組以AII受體拮抗劑替米沙坦為先導(dǎo)化合物，應(yīng)用生物電子等排原理、雜合原理及同系原理等藥物設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)、合成了NO供體型替米沙坦衍生物，并進(jìn)行了生物活性評(píng)價(jià)［69-70］。其中化合物WB1106的活性最高，對(duì)低鉀和高鉀引起的動(dòng)脈條收縮均有較強(qiáng)的抑制作用。WB1106能劑量依賴(lài)性地增加cGMP的生成，而相同條件下，替米沙坦對(duì)cGMP的生成無(wú)顯著影響。體內(nèi)降壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，WB1106對(duì)大鼠具有較好的降血壓作用。重要的是，與等摩爾量的替米沙坦相比，WB1106明顯減輕高脂、高碳化合物喂養(yǎng)的大鼠體重增加，改善糖耐量，體現(xiàn)了NO與替米沙坦的協(xié)同作用。

2.3.2 NO供體型苯駢吡喃衍生物 苯駢吡喃為多種心血管藥物的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)心臟有直接保護(hù)作用的K+ATP-啟開(kāi)劑——cromakalim是苯駢吡喃的衍生物。本課題組以3，4位反式苯駢吡喃為基本骨架，分別在其3位和4位羥基上連接硝酸酯和呋咱氮氧化物類(lèi)NO供體，合成了NO供體型苯駢吡喃衍生物，其中化合物8釋放適量的NO，對(duì)大鼠胸主動(dòng)脈條收縮具有較強(qiáng)的抑制作用，活性與陽(yáng)性藥吡那地爾（PIN）相當(dāng)。化合物8對(duì)原發(fā)性高血壓大鼠（SHR）尾動(dòng)脈收縮壓和舒張壓的抑制幅度及降壓持續(xù)時(shí)間與PIN相當(dāng)［71-72］。

2.4 抗阿爾茨海默病藥物

阿爾茨海默病（AD）等癡呆性疾病死亡率僅次于心血管病、腫瘤而位居第3，已成為嚴(yán)重威脅老年人健康和生命的重大疾病之一。研究發(fā)現(xiàn)，NO水平下降引起的腦部微循環(huán)萎縮及供血不足是誘發(fā)AD的重要因素，適量補(bǔ)充外源性NO，可以有效地恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)NO功能，阻斷癡呆癥的演變進(jìn)程［73］。基于此，本課題組以抗AD藥物他克林（tacrine）為先導(dǎo)物，在其母核9位引入一個(gè)烷基二胺側(cè)鏈，然后將有機(jī)硝酸酯及偶氮鎓二醇鹽兩類(lèi)NO供體分別與之連接，設(shè)計(jì)、合成了NO供體型他克林衍生物，并進(jìn)行了生物活性評(píng)價(jià)［74-75］。

目標(biāo)物顯示了與他克林相當(dāng)或更高（6～8倍）的乙酰膽堿酯酶（AChE）抑制活性，對(duì)丁酰膽堿酯酶（BChE）的抑制活性與他克林相當(dāng)。其中化合物9a能溫和地舒張血管，提示其可能具有改善癡呆患者腦部供血的潛在療效。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，化合物9a的同系物9b在神經(jīng)元細(xì)胞（SH-SY5Y）中能夠有效釋放低濃度的NO。有趣的是，SH-SY5Y細(xì)胞經(jīng)Aβ?lián)p傷后，iNOS被激活，細(xì)胞中NO濃度明顯高于正常細(xì)胞，但加入化合物9b后，NO濃度降低，且呈劑量依賴(lài)性，提示它可能通過(guò)抑制iNOS的表達(dá)，保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞免受高濃度NO的毒性損傷，其作用機(jī)制類(lèi)似于NO-NSAIDs［76］。

采用射線形八臂迷宮（radial arm 8-maze）法測(cè)試化合物9a改善動(dòng)物智力的活性。結(jié)果表明，化合物9a能夠顯著地改善東莨菪堿誘導(dǎo)的智力損傷，活性與他克林相當(dāng)。為考察目標(biāo)物分子中硝酸酯基團(tuán)的影響，測(cè)定了化合物9a類(lèi)似物（分子中無(wú)硝酸酯片段，其余與化合物9a相同）的體內(nèi)膽堿酯酶抑制活性。結(jié)果顯示，類(lèi)似物的活性較化合物9a明顯下降，提示硝酸酯對(duì)化合物9a活性發(fā)揮重要作用。此外，將類(lèi)似物與NO供體1-丙基硝酸酯聯(lián)合用藥，體內(nèi)膽堿酯酶抑制活性并無(wú)顯著提高；單獨(dú)應(yīng)用1-丙基硝酸酯亦未明顯改善智力，提示化合物9a的活性?xún)?yōu)于他克林和NO供體單獨(dú)給藥或聯(lián)合用藥。

研究發(fā)現(xiàn)，高劑量的他克林可引起大鼠天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和乳酸脫氫酶水平顯著上升，白蛋白濃度和肝組織蛋白質(zhì)含量明顯下降，但大鼠經(jīng)口給予等摩爾量的化合物9a后，各項(xiàng)生化指標(biāo)與空白對(duì)照組相比無(wú)明顯差異。此外，服用他克林的大鼠肝組織出現(xiàn)明顯壞死及脂肪性變性，而化合物9a給藥后肝組織形態(tài)與正常肝組織比較無(wú)明顯變化。上述結(jié)果提示，化合物9a肝臟安全性較好。

2.5 抗肺動(dòng)脈高壓藥物

肺動(dòng)脈高壓（PAH）是一類(lèi)肺血管阻力增大，肺動(dòng)脈壓力升高，最終導(dǎo)致右心衰竭甚至死亡的惡性進(jìn)展性疾病，素有“心血管系統(tǒng)的惡性腫瘤”之稱(chēng)［77］。目前抗PAH藥物主要為血管舒張劑，吸入NO氣體也用于PAH的治療，但頻繁吸入、劑量窗口狹窄以及需要特殊裝置等限制了其廣泛應(yīng)用［78］。

CDDO-Me是一個(gè)半合成的齊墩果酸衍生物，它通過(guò)抑制NF-κB通路、降低ET-1的分泌、減少ETA的表達(dá)而舒張血管。更重要的是，CDDO-Me是Nrf2的誘導(dǎo)劑，具有強(qiáng)效的抗炎、抗氧化作用，改善代謝紊亂，抑制血管增生，防止肺動(dòng)脈血管重構(gòu)［79-80］。

本課題組設(shè)想，舒張肺動(dòng)脈血管同時(shí)抑制其重構(gòu)的NO供體型CDDO-Me衍生物可能對(duì)PAH具有更好的治療作用。因此，將CDDO-Me與ISMN進(jìn)行雜合，得到化合物CDDO-NO。在野百合堿（MCT）誘導(dǎo)的PAH大鼠中，CDDO-NO顯著降低平均肺動(dòng)脈壓（mPAP）、右心室收縮壓（RVSP）和右心肥厚指數(shù)，活性?xún)?yōu)于CDDO-Me和ISMN單獨(dú)或聯(lián)合用藥。CDDO-NO明顯減少M(fèi)CT誘導(dǎo)的TGFβ和膠原蛋白的增加，改善了非肌層血管的肺動(dòng)脈內(nèi)側(cè)厚度（PAMT）和肌纖維化，減少了肺纖維化形成和血管周?chē)仔约?xì)胞的浸潤(rùn)，抑制了肺動(dòng)脈血管重構(gòu)。此外，CDDO-NO可減少PAH大鼠血管周?chē)鶱OX4陽(yáng)性細(xì)胞以及NOX4的表達(dá)，抑制過(guò)量的氧化應(yīng)激，并降低了PAH大鼠右心心肌細(xì)胞橫斷面積和纖維化。這些結(jié)果表明，CDDO-NO具有NO和CDDO介導(dǎo)的舒張肺動(dòng)脈血管和抑制肺動(dòng)脈血管重構(gòu)的雙重活性，因此發(fā)揮了強(qiáng)效的抗PAH作用［81］。目前，課題組正在開(kāi)展CDDO-NO相關(guān)成藥性研究，將CDDO-NO固體微粉化后制備混懸吸入制劑，研究其有效劑量范圍及其吸入的代謝動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

2.6 降低其他藥物心血管不良反應(yīng)的藥物

2.6.1 NO供體型非甾體抗炎藥 傳統(tǒng)的非甾體抗炎藥（NSAIDs）和環(huán)氧化酶-2（COX-2）選擇性抑制劑臨床應(yīng)用極為廣泛，是僅次于抗感染藥的第2大類(lèi)藥物，但嚴(yán)重的胃腸道（GI）不良反應(yīng)和心血管不良反應(yīng)限制了它們進(jìn)一步的應(yīng)用。NO供體型NSAIDs（NO-NSAIDs）的問(wèn)世是抗炎藥物研究的重大進(jìn)展，此類(lèi)藥物既抑制COX，產(chǎn)生抗炎、鎮(zhèn)痛作用，又具有NO介導(dǎo)的GI和心血管保護(hù)作用［76］。本課題組開(kāi)展了NO-雙氯芬酸、NO-氟羅布芬等NO-NSAIDs的研究工作［82-87］，本文不再贅述。

2.6.2 NO/HNO雙供體型抗炎藥物研究 HNO作為NO-的質(zhì)子化形式，既具有和NO類(lèi)似的生物活性，又具有獨(dú)特的活性，如正性心肌作用，保護(hù)心臟免遭缺血再灌注損傷等。本課題組以芳基硫代羥肟酸片段作為潛在的HNO/NO的雙供體，與COX-2選擇性抑制劑雜合，得到的化合物10可以釋放一定量的HNO，體內(nèi)顯示中等抗炎活性［88］。進(jìn)一步將烷基硫代羥肟酸片段與傳統(tǒng)的非甾體抗炎藥吲哚美辛雜合得到化合物11，它除能釋放適量的NO和HNO，還具有的COX-2選擇性抑制活性和強(qiáng)效的體內(nèi)抗炎活性，無(wú)胃腸道等不良反應(yīng)［89］。

2.6.3 NO供體型甾體類(lèi)抗炎藥 糖皮質(zhì)激素類(lèi)甾體藥物應(yīng)用十分廣泛，然而藥源性的高血壓、骨質(zhì)疏松、胃腸道不良反應(yīng)等在很大程度上限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。因此，降低不良反應(yīng)成為研究新型糖皮質(zhì)激素類(lèi)藥物的一個(gè)挑戰(zhàn)性課題。

NO具有舒張血管、調(diào)節(jié)骨代謝以及保護(hù)胃腸道等生理活性［90］。有鑒于此，本課題組通過(guò)不同連接基團(tuán)將氫化可的松分別與有機(jī)硝酸酯及呋咱氮氧化物兩類(lèi)NO供體雜合，設(shè)計(jì)、合成了NO供體型氫化可的松衍生物，并對(duì)其進(jìn)行了生物活性評(píng)價(jià)［91-92］。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化合物12對(duì)角叉菜膠誘導(dǎo)大鼠足跖腫脹的急性炎癥、棉球肉芽腫脹誘導(dǎo)的大鼠亞急性炎癥以及大鼠佐劑性關(guān)節(jié)炎類(lèi)免疫性炎癥均具有強(qiáng)效抑制作用，優(yōu)于等摩爾量的氫化可的松。

研究發(fā)現(xiàn)，大鼠連續(xù)服用氫化可的松三周后產(chǎn)生明顯高血壓反應(yīng)，但服用等摩爾量化合物12的大鼠血壓卻無(wú)顯著變化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，化合物12給藥后，大鼠血清中NO含量明顯高于氫化可的松組，并呈劑量依賴(lài)性，提示NO抑制了高血壓的產(chǎn)生。此外，化合物12可促進(jìn)骨形成及抑制骨吸收，阻止骨流失，提示其能防止氫化可的松所誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松。

2.6.4 NO供體型抗糖尿病藥 2型糖尿病（T2DM）的特征是胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能受損，機(jī)體對(duì)血糖的調(diào)控能力下降，最終導(dǎo)致持續(xù)性的高血糖和由之引起的多種病理進(jìn)程，如氧化應(yīng)激、慢性炎癥效應(yīng)、微血管及大血管并發(fā)癥等。近年來(lái)，多種T2DM治療藥物如羅格列酮（ROG）等已上市，其療效雖然確切，但具有心血管不良反應(yīng)。

已知NO供體與抗T2DM藥物雜合后，可保留降糖活性，同時(shí)增加抗血小板聚集和抗高血壓等心血管保護(hù)作用［93-94］。本課題組以ROG為先導(dǎo)化合物，將ROG通過(guò)具有抗炎、抗氧化和心肌保護(hù)作用的阿魏酸等與NO供體連接，合成NO供體型ROG衍生物，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物13體內(nèi)外的降糖活性指標(biāo)與ROG相當(dāng)或優(yōu)于ROG，且在穩(wěn)定性方面具有優(yōu)良的前藥特性［95］。更重要的是，與等摩爾量的ROG相比，化合物13顯著降低心血管不良反應(yīng)，具體表現(xiàn)為：（1）持續(xù)給藥18 d后，化合物13引起的db/db小鼠體重增加量比ROG降低了31%；（2））化合物13顯著抑制大鼠內(nèi)髓集合管（IMCD）細(xì)胞水通道蛋白2（AQP2）由細(xì)胞胞漿遷移至細(xì)胞膜表面，提示化合物13引起水鈉潴留的可能性低于ROG；（3）對(duì)ADP或AA誘導(dǎo)的血小板聚集抑制作用顯著優(yōu)于ROG；（4）化合物13給藥組的小鼠血清TNF-α和cTnI水平均顯著降低，提示化合物13對(duì)心肌細(xì)胞具有保護(hù)作用；（5）對(duì)hERG通道的抑制作用小于ROG，提示化合物13產(chǎn)生心律失常的可能性較小；（6）小鼠經(jīng)口給予化合物13的急性毒性小于ROG［95］。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

雖然在NO供體型心腦血管藥物及相關(guān)藥物研究方面本課題組取得了一些進(jìn)展，但仍面臨一些科學(xué)難題，正在思考和解決中。

3.1 NO供體與藥物作用的強(qiáng)度相當(dāng)

NO供體型心腦血管藥物中NO供體應(yīng)釋放少量、生理需要量的NO，且與藥物的作用相當(dāng)，才能發(fā)揮二者最大的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)優(yōu)勢(shì)。選擇和應(yīng)用合適的NO供體和連接基團(tuán)以及了解它們?cè)隗w內(nèi)可能的代謝方式是非常重要的［96］。

3.2 靶向轉(zhuǎn)運(yùn)、選擇性釋放NO并與特定分子作用的藥物

選擇體內(nèi)能夠被特定酶識(shí)別或?qū)μ囟ńM織具有高度親和力的載體或連接基團(tuán)制備N(xiāo)O供體型藥物，使其在體內(nèi)靶向轉(zhuǎn)運(yùn)至病變部位，然后選擇性地在某些組織、細(xì)胞內(nèi)釋放藥物和NO，并與特定分子作用，以發(fā)揮高效、低毒的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 新型NO供體或促進(jìn)體內(nèi)NO生成的藥物

除了應(yīng)用直接釋放NO或經(jīng)酶促釋放NO的已知NO供體外，可研究釋放NO的新型化合物，如NO2–供體、L-精氨酸衍生物等，發(fā)揮其緩釋NO的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。還可研究選擇性高的eNOS激動(dòng)劑或eNOS解偶聯(lián)抑制劑，促進(jìn)體內(nèi)NO的生成。

3.4 局部釋放NO以減少NO全身不良反應(yīng)的藥物制劑

除口服和注射劑外，可考慮開(kāi)發(fā)局部釋放NO的藥物制劑，如降低眼內(nèi)壓的滴眼劑、治療肺動(dòng)脈高壓的氣道霧化劑等，以最大限度地減少NO的全身不良反應(yīng)。

3.5 具有iNOS抑制活性的NO供體型藥物

雖然NO供體型藥物對(duì)一些重大疾病如缺血性腦卒中、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、2型糖尿病等具有良好的治療作用，但考慮到這些疾病發(fā)病過(guò)程中特別是中后期，iNOS被誘導(dǎo)表達(dá)，產(chǎn)生大量的NO，而且已有iNOS抑制劑和NO供體分子雜合或聯(lián)合用藥的報(bào)道［97-98］，故有必要研究和探索具有iNOS選擇性抑制活性的NO供體型藥物，并從細(xì)胞和分子水平上闡明其作用機(jī)制。

3.6 基于NO對(duì)蛋白亞硝化修飾的NO供體型藥物

蛋白S-亞硝基化（S-NO）是一種NO介導(dǎo)的可逆性蛋白修飾，是NO信號(hào)傳導(dǎo)以及生物活性的主要機(jī)制之一，可引起靶蛋白活性和功能的改變，與磷酰化、乙酰化等蛋白翻譯后修飾一樣，具有重要的生理、病理作用［99-100］。近年來(lái)蛋白－蛋白轉(zhuǎn)亞硝基化反應(yīng)（transnitrosylation）的發(fā)現(xiàn)揭示了NO調(diào)節(jié)特定信號(hào)通路的機(jī)制。已知細(xì)胞內(nèi)S-亞硝化的谷胱甘肽（GSNO）是轉(zhuǎn)亞硝基化的重要介質(zhì)，由NO/SNO信號(hào)的調(diào)控因子GSNO還原酶（GSNOR）等調(diào)控。研究表明，適當(dāng)抑制GSNOR可增加GSNO水平，對(duì)一些疾病具有治療作用［101-102］。因此，以GSNOR為靶點(diǎn)，研發(fā)GSNOR選擇性抑制劑，可能具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

另一方面，可以設(shè)計(jì)和研究新型NO供體型心腦血管藥物，使其選擇性地亞硝化體內(nèi)可引起病變的某些蛋白，如前述的PTEN等，抑制其不良作用，產(chǎn)生抗腦缺血及神經(jīng)保護(hù)等優(yōu)良活性，也可能具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

總之，有理由相信，隨著生命科學(xué)和信息科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，藥物化學(xué)家與分子生物學(xué)家、分子藥理學(xué)家等密切配合，在研究雙重或多重作用的NO供體型藥物以及探討其分子作用機(jī)制方面，必將取得更大的進(jìn)展。

致謝：感謝參與本文研究工作的各位老師及博（碩）士研究生。