JMC新型咔啉类HDAC抑制剂用于联

侵袭性真菌感染已逐渐成为临床上免疫受损和重症患者的致命威胁。目前，临床批准用于治疗抗真菌药物包括唑类、多烯类、棘白菌素类和氟胞嘧啶。然而，由于临床上抗真菌药物严重的耐药性和毒副作用。因此，迫切需要开发新型抗真菌药物或具有协同作用的药物组合来扩展治疗策略。

有报道称，真菌HDACs抑制剂能够通过限制真菌的发育、降低真菌的毒力和防止其传播等多种途径解决真菌感染和耐药性问题，而HDACs抑制剂与唑类药物联用对耐唑白念珠菌具有协同抗真菌作用。

近日，第二军医大学盛春泉教授课题组在HDAC抑制剂协同唑类药物抗耐药真菌方向取得新进展，相关成果发表于药物化学顶级杂志JournalofMedicinalChemistry上。

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经典G4靶向分子

前期研究

在该课题组前期研究中，研究人员分别设计了CYP51(羊毛甾醇14α-去甲基酶)—HDAC双靶点抑制剂（J.Med.Chem.,63,?.）、JAK2(Janus激酶2)—HDAC6双靶点抑制剂（J.Med.Chem.,61,?.）治疗耐药性念珠菌病，均获得了良好的效果。

此外，研究人员验证了HDAC6选择性抑制剂TubastatinA（TBA）与Fluconazole（FLC，氟康唑）、VRC（伏立康唑）和ITC（伊曲康唑）等三唑类抗真菌药对抗耐药白色念珠菌的治疗均具有协同作用。为了开发活性更高的HDAC抑制剂用于协同抗真菌，研究人员进行了进一步地研究。

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化合物设计与结果

HDAC抑制剂一般分为三个部分：Cap结构、Linker及ZBG（Zn结合部位）。以TubastatinA及课题组早前报道的化合物A4为先导化合物，以两者共有的咔啉结构作为Cap，丙氧基苯基作为linker，经典的异羟肟酸作为ZBG设计了12个化合物（D1-12）。

结果显示大多数化合物均具有增强FLC对耐FLC白色念珠菌的抗真菌活性的潜力。尤其是化合物D12，与FLC的联用不仅能够有效抑制白色念珠菌的形态变化和被膜形成，并且在耐药念珠菌病模型表现出有效的体内治疗效果。

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体外筛选与活性研究

研究人员首先对体外协同抗真菌活性进行测试。结果表明：咔啉化合物单独使用对耐FLC的白色念珠菌生长抑制活性很差(MIC80≥64μg/mL)，但是能够增强唑类药物对耐唑类白色念珠菌的抗真菌活性，同时阻止耐药性的产生。

其中，化合物D12表现出比阳性药TBA更佳的协同作用，可被认为是联合治疗念珠菌病的先导化合物。

表1.咔啉类化合物与FLC联用对白色耐药念珠菌()的体外抗真菌活性测试

*FICI≤0.5表示协同，0.5FICI4表示不相关，FICI4表示拮抗

表2.化合物D12与FLC联用对多种白色耐药念珠菌和克柔念珠菌的体外抗真菌活性

*白色念珠菌编号为,,和。克柔念珠菌编号为。

进一步地，研究人员发现化合物D12能够以计量依赖的形式增加FLC抗菌作用。固定FLC浓度，抑制作用则与化合物D12的浓度有关。相反，固定D12浓度，调整FLC浓度，协同活性变化不大。因此，研究人员推断产生协同效果的主要原因取决于化合物D12而不是FLC。此外，研究人员发现化合物D12在高浓度下与FLC联用具有杀菌效果。

图2化合物12能够与FLC协同抗菌A）1×菌置于不含药物(对照)、化合物D12(8μg/mL)、FLC(32μg/mL)或合用的SDA培养基上。35°C孵育48h后拍照。B）将含有化合物D12的圆片置于含有FLC(32μg/mL)的平板上。D12浓度从上到下分别为32,8,2和0μg。

图3化合物D12与FLC联用作用下的时间生长曲线和杀菌曲线

紧接着，研究人员通过HDAC酶活性测试表明化合物D12对真菌HDAC具有选择性的抑制作用。

图4化合物D12与TBA对人和真菌HDAC活性的抑制作用

通过PCR实验，研究人员推断化合物D12和FLC联用是通过调节唑类药物靶基因ERG11和外排基因CDR1恢复了FLC对耐药白念珠菌的敏感性。

图5化合物D12和FLC联用对唑类药物靶基因和外排泵基因表达的影响

此外，研究人员通过毒力因子实验发现化合物D12与FLC联用阻断了真菌的形态转变并降低了白色念珠菌的入侵能力，另外还破坏了普通被膜和成熟被膜的形成，以阻止耐药性的产生。

图6D12和FLC单独或联合治疗白色念珠菌的菌丝形成。

图7化合物D12和FLC联用抑制真菌的毒力因子

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化合物D12体内活性研究

通过对小鼠体内模型和肾脏的组织切片进行评价，研究人员发现化合物能够有效降低小鼠肾脏的荷菌量，另外联合给药组小鼠肾脏内的真菌主要呈现酵母态，这与体外抑制菌丝的形成相一致。

图8化合物D12和FLC联用在小鼠念珠菌病模型中表现出优异的治疗效果

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总结

综上所述，本研究设计了新型咔啉类真菌HDAC抑制剂，为治疗由耐唑类药物的白色念珠菌提供了有效的治疗策略。首先，化合物D12与FLC联用对耐药性念珠菌属具有优异的抗真菌活性。菌丝和被膜形成实验表明化合物D12和FLC的组合可以降低真菌的毒力。化合物D12逆转了FLC的耐药性并提高了FLC对白色念珠菌的敏感性，这归因于下调靶基因EGR11和外排泵基因CDR1的表达。在小鼠念珠菌病模型中进一步验证了体内抗真菌效力。总体而言，真菌HDAC抑制剂D12可作为先导化合物用于联合治疗念珠菌感染。

原文传送门：

NovelCarbolineFungalHistoneDeacetylase(HDAC)InhibitorsforCombinationalTreatmentofAzole-ResistantCandidiasis.ZhuangLi,JieTu,GuiyanHan,NaLiu,*andChunquanSheng*.J.Med.Chem.,64,?

撰稿｜真菌人

编辑｜张三万

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