阿尔茨海默病(AD)是一种复杂的神经退行性疾病,涉及多种病理机制,如β-淀粉样蛋白堆积和Tau蛋白异常磷酸化。传统药物一般仅针对单一靶点,效果往往有限。而多靶点药物(MTDLs)可以同时作用于多个靶点,但其设计难度极高,通常依赖于偶然发现。
研究进展
近期,中国药科大学的研究团队在《Journal of Medicinal Chemistry》杂志上发表了题为“Polypharmacological Drug Design Guided by Integrating Phenotypic and Restricted Fragment Docking Strategies”的文章,报道了一种创新的多药理药物设计策略。该策略结合了表型筛选与受限片段对接(RFD)方法,为AD药物的研发提供了新的思路和方向。
RFD方法的创新
本研究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,高效设计出多靶点配体。此外,研究揭示了RIPK1、MAP4K4、ALK在微胶质细胞坏死性凋亡中的协同作用,为AD治疗提供了新的靶点组合。
LP-10d的多效性
LP-10d作为一种单一分子,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限制。
研究结果
构建AD小胶质细胞表型
作者首先通过TLR4诱导的小胶质细胞坏死性凋亡表型的构建,进行基于机制的siRNA筛选,从而识别出MAP4K4和ALK作为与RIPK1联合作用的潜在靶点。研究发现,联合使用RIPK1、MAP4K4和ALK的选择性抑制剂,能够增强小胶质细胞的保护作用。
在Silico-MTDL设计中的应用
研究团队以RIPK1蛋白结构进行定制化高通量虚拟筛选,获得了潜力片段化合物,并经过优化得到LP-5b。通过受限片段对接方法,验证了RFD方法的可靠性。最终,在结构活性关系(SAR)研究中确定了LP-10d为最优配体,其对小胶质细胞坏死性凋亡显示出纳摩尔级的效力。
LP-10d的验证
LP-10d作为靶向RIPK1/MAP4K4/ALK的脑穿透化合物,在AD转基因小鼠模型(如APP/PS1和3xTg小鼠模型)中显著改善了空间学习和记忆能力,显示出优于Nec-1s的效果,表明其有潜力改善或逆转AD早期的认知障碍。
总结
当前,多靶点药物的设计面临诸多挑战,基于片段的药物设计(FBDD)及表型筛选具有应用潜力,但针对超过两个靶点的合理药物设计方法仍较为稀缺。本研究利用小胶质细胞坏死性凋亡表型和RFD方法,成功设计出针对RIPK1/MAP4K4/ALK的多靶点配体LP-10d,其在AD小鼠模型中展现出良好效果,为多靶点药物的发现提供了创新的思路。这些研究成果为尊龙凯时在生物医疗领域的发展奠定了基础,进一步推动了AD药物研发的进程。