CN111329864B - 喹唑酮类化合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喹唑酮类化合物及其用途。具体地,本发明提供一种式I化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药的用途,它们被用于制备药物组合物或制剂,所述药物组合物或制剂用于:(a)抑制细胞线粒体自噬;(b)预防和/或治疗细胞线粒体自噬相关的疾病;和/或(c)预防和/或治疗细菌引起的感染。

Description

喹唑酮类化合物及其用途
技术领域
本发明涉及药物化学和药物治疗学领域,具体地涉及一种喹唑酮类化合物及其用途。
背景技术
传染病是人类健康的一大威胁。了解细菌病原体如何破坏宿主免疫系统对于制定有效的控制感染策略至关重要。现在抗感染领域主要用抗生素和抗菌肽来发挥作用,而自抗生素发现以来,确实保障了人民的健康以及挽救了无数人的生命。然而新抗生素发现的越来越少,而由于旧抗生素的滥用而导致抗生素耐药性不断的产生,而抗菌肽的生产成本和抗菌效率还不是十分理想。
因此,本领域亟需开发一种新型低毒性和高效性的抗菌药物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型低毒性和高效性的抗菌药物喹唑酮类化合物。
本发明的第一方面,提供一种式I化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药的用途,用于制备药物组合物或制剂,所述药物组合物或制剂用于:(a)抑制细胞线粒体自噬;(b)预防和/或治疗细胞线粒体自噬相关的疾病;和/或(c)预防和/或治疗细菌引起的感染;
其中,所述式I化合物具有如下结构:
Figure BDA0001912668290000011
Figure BDA0001912668290000021
式中:
R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立的为氢、卤素、氨基、硝基、羟基、巯基、取代或未取代的C1-C4烷基、取代或未取代的C3-C6环烷基、-NR8R9、-O-R10、或-S-R11;
R7为氢、取代或未取代的C1-C6烷基、或取代或未取代的C3-C6环烷基;
R8、R9、R10和R11各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C4烷基、或取代或未取代的C3-C6环烷基;
n为0、1、2、3或4;
其中,所述的任一“取代”是指基团上的一个或多个(优选为1、2或3个)氢原子被选自下组的取代基所取代:C1-C4烷基、C3-C6环烷基、卤素、羟基、巯基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷硫基。
在另一优选例中,所述的式I化合物为如下式Ia所示的化合物:
Figure BDA0001912668290000022
其中,所述的R2、R3、R5和R6如上所述。
在另一优选例中,所述的式I化合物具有选自下组的一种或多种特征:
R1、R2、R3、R4和R5各自独立的为氢、氯、氨基、甲氧基、或甲硫基;
R6为羟基、巯基、或氨基;和
R7为氢。
在另一优选例中,所述的化合物选为
Figure BDA0001912668290000023
在另一优选例中,所述的细胞线粒体自噬引起的疾病选自下组:细菌感染、神经退行性疾病、心脏病、肿瘤。
在另一优选例中,所述的神经退行性疾病选自下组:帕金森病,阿尔兹海默症。
在另一优选例中,所述的细菌选自下组:革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌,或其组合。
在另一优选例中,所述的细菌选自下组:单核增多性李斯特菌(Listeriamonocytogenes,L.m)。
在另一优选例中,所述的细菌选自下组:李斯特菌、酿脓链球菌,或其组合。
在另一优选例中,所述的细胞为免疫细胞。
在另一优选例中,所述的细胞为被动免疫细胞。
在另一优选例中,所述的免疫细胞选自下组:吞噬细胞、巨噬细胞,或其组合。
在另一优选例中,所述的巨噬细胞为单核巨噬细胞。
在另一优选例中,所述药物组合物或制剂含有0.001-99wt%的如本发明第一方面所述的化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药,按药物组合物和制剂的总重量计;和药学上可接受的载体。
本发明的第二方面,提供一种体外非治疗性和非诊断性抑制细胞线粒体自噬的的方法,包括步骤:在体外培养体系中,将细胞与如本发明第一方面所述的化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药进行接触,从而抑制细胞线粒体自噬。
本发明的第三方面,提供一种抑制细胞线粒体自噬、预防或治疗细胞线粒体自噬相关疾病和/或预防和/或治疗细菌引起的感染的方法,包括步骤:给需要的对象如本发明第一方面所述的化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
附图说明
图1为本发明实施例1中Mdivi-1和DMSO分别处理感染李斯特菌的人源THP1细胞0h、6h、12h时细菌计数(n=4次独立重复实验的统计结果,*p<0.05,**p<0.01。
图2为本发明实施例2中Mdivi-1和DMSO分别处理感染李斯特菌的小鼠腹腔巨噬细胞0h、6h时细菌计数结果(n=4次独立重复实验的统计结果,*p<0.05,**p<0.01。
图3为本发明实施例3中Mdivi-1和DMSO分别处理感染李斯特菌小鼠的肝脏和脾脏的细菌计数结果(n=4次独立重复实验的统计结果),*p<0.05。
图4为本发明实施例4中小鼠腹腔巨噬细胞在李斯特菌感染6小时后,检测DMSO和Mdivi-1处理组中活性氧的含量,指标为MitoSOX,*p<0.05。
图5为本发明实施例4中在小鼠腹腔巨噬细胞中,感染李斯特菌后,分别用DMSO,Mdivi-1(20μM),mito-TEMPO(0.2mM),Mdivi-1(20μM)+mito-TEMPO(0.2mM)处理6小时后,检测细胞中李斯特菌的残留量,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001。
图6为本发明实施例4中DMSO、Mdivi-1(50mg/kg)、mitoTEMPO(100mg/kg)、Mdivi-1(50mg/kg)+mtTEMPO(100mg/kg)分别处理感染李斯特菌小鼠的肝脏的细菌计数结果(n=5只小鼠独立重复实验的统计结果,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001)
图7为本发明实施例5中人源THP1细胞在李斯特菌和/或Mdivi-1刺激3小时后,检测各组中线粒体DNA与基因组DNA比例,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001(LM为单核增多性李斯特菌)。
图8为本发明实施例5中在小鼠腹腔巨噬细胞中,李斯特菌和/或Mdivi-1刺激3小时后,检测各组中线粒体DNA与基因组DNA比例,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001(LM为单核增多性李斯特菌)。
具体实施方式
本发明人经过广泛而又深入的研究,首次意外地发现了一种式I所示化合物具有以下用途:(a)抑制细胞线粒体自噬;(b)预防和/或治疗细胞线粒体自噬相关的疾病;和/或(c)预防和/或治疗细菌引起的感染。本发明实验结果表明式I所示化合物能够有效抑制细胞线粒体自噬,抑制细胞内细菌的生长。
术语
除非另有定义,否则本文中所用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域普通技术人员普遍理解的含义相同。
如本文所用,术语“包含”、“包括”、“含有”可互换使用,不仅包括封闭式定义,还包括半封闭、和开放式的定义。换言之,所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。
如本文所用,术语“药学上可接受的载体”的成分是指适用于人和/或动物而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应)的,即有合理的效益/风险比的物质。
如本文所用,术语“治疗有效量”,是指对人和/或动物产生功能或活性的且可被人和/或动物所接受的量。本领域的普通技术人员应该理解,所述的“治疗有效量”可随着药物组合物的形式、给药途径、所用药物的辅料、疾病的严重程度以及与其他药物联合用药等情况的不同而有所不同。
本发明所述的“预防”和“治疗”包括延缓和终止疾病的进展,或消除疾病,并不需要100%抑制、消灭和逆转。在一些实施方案中,与不存在本发明所述组合物或药物组合物时观察到的水平相比,本发明所述组合物或药物组合物将缺血再灌注损伤预防,减轻、抑制和/或逆转了例如至少约10%、至少约30%、至少约50%、或至少约80%。
如本文所用,术语“THP1细胞”又称为单核巨噬细胞。
如本文所用,术语“C1-C6烷基”或“C1-C4烷基”指具有1-6个或1-4个碳原子的直链或支链烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基,或类似基团。
如本文所用,术语“C3-C6环烷基”指具有3-6个碳原子的环烷基(包括单环、二环或多环环系),例如环丙基、环丁基、甲基环丁基、环戊基,或类似基团。
如本文所用,术语“C1-C4烷氧基”指具有1-4碳原子的直链或支链的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基,或类似基团。
如本文所用,术语“C1-C4烷硫基”指具有1-4碳原子的直链或支链的烷硫基,例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基,或类似基团。
如本文所用,术语“氨基”指-NH2
如本文所用,术语“硝基”指-NO2
如本文所用,术语“羟基”指-OH。
如本文所用,术语“巯基”指-SH。
如本文所用,术语“羟基”指-OH。
如本文所用,术语“卤素”指F、Cl、Br和I。
如本文所用,“R1”、“R1”和“R1”的含义相同,可相互替换。对于R2等其它其他符号,类似定义的含义相同。
活性成分
本发明首次发现了式I所示化合物在治疗细胞线粒体自噬相关的疾病方面的用途,所述式I所示化合物用于制备药物组合物或制剂,所述药物组合物或制剂用于预防和/或治疗细胞线粒体自噬引起的疾病。
如本文所用,术语“本发明化合物”、“式I化合物”可互换使用,指式I化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药。应理解,该术语还包括上述组分的混合物,在式I所示化合物中,如果存在手性碳原子,则手性碳原子可以为R构型,也可以为S构型,或二者的混合物。
式I所示化合物的结构如本发明第一方面中所述。
在本发明中,应当理解的是,R7为苯环上的取代基,其中“n”代表取代基的个数。
在本发明中,术语“药学上可接受的盐”指本发明化合物与酸或碱所形成的适合用作药物的盐。药学上可接受的盐包括无机盐和有机盐。一类优选的盐是本发明化合物与酸形成的盐。适合形成盐的酸包括但并不限于:盐酸、氢溴酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸,甲酸、乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、苦味酸、甲磺酸、苯甲磺酸,苯磺酸等有机酸;以及天冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。一类优选的盐是本发明化合物与碱形成的盐。适合形成盐的酸包括但并不限于:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠等无机碱,氨水、三乙胺、二乙胺等有机碱。
本发明所述的如式I所示化合物可通过常规方法转化为其药学上可接受的盐,例如,可将相应的酸的溶液加入到上述化合物的溶液中,成盐完全后减压除去溶剂即得本发明所述化合物的相应的盐。
本发明中,术语“前药”也称为前体药物、药物前体、前驱药物等,是指经过生物体内转化后才具有药理作用的化合物。前体药物本身没有生物活性或活性很低,经过体内代谢后变为有活性的物质,这一过程的目的在于增加药物的生物利用度,加强靶向性,降低药物的毒性和副作用。
本发明的式I化合物可采用现有技术中本领域技术人员熟知的方法进行制备,对各个步骤的反应参数没有特别限制。此外,本发明的化合物也可通过市场购买获得。
用途
本发明所述的I化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药能够用于(a)抑制细胞线粒体自噬;(b)预防和/或治疗细胞线粒体自噬相关的疾病;和/或(c)预防和/或治疗细菌引起的感染。
在本发明中,与细胞线粒体自噬引起的疾病包括(但并不限于):细菌感染、神经退行性疾病、心脏病、肿瘤。
代表性地,所述的神经退行性疾病选自下组:帕金森病,阿尔兹海默症。
在本发明所述的用途中,所述的细胞线粒体自噬中的细胞优选为免疫细胞,更优选地为被动免疫细胞。代表性地,所述的免疫细胞包括(但不限于):吞噬细胞、巨噬细胞(如单核巨噬细胞),或其组合。
在另一优选例中,本发明提供一种体外非治疗性和非诊断性抑制细胞线粒体自噬的的方法,所述的方法包括步骤:在体外培养体系中,将细胞与如本发明所述的化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药进行接触,从而抑制细胞线粒体自噬。
本发明还提供一种抑制细胞线粒体自噬、预防和/或治疗细胞线粒体自噬相关疾病和/或预防和/或治疗细菌引起的感染的方法,其特征在于,给需要的对象如本发明所述的化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药。
优选地,所述对象包括人和非人哺乳动物(啮齿动物、兔、猴、家畜、狗、猫等)。
组合物和施用方法
本发明提供了一种用于抑制细胞线粒体自噬组合物。所述的组合物包括(但并不限于):药物组合物。
典型地,所述的组合物为药物组合物,所述的药物组合物包括式I化合物、或其光学异构体、或其光学异构体或其外消旋体、或其药学上可接受的盐、或其前药;和药学上可接受的载体。
在本发明中,药物组合物的剂型包括(但不限于)口服制剂、注射剂、外用制剂。
代表性的包括(但不限于):片剂、注射剂、输液剂、膏剂、凝胶剂、溶液剂、微球、膜剂。
术语“药学上可接受的载体”指的是:一种或多种相容性固体、半固体、液体或凝胶填料,它们适合于人体或动物使用,而且必须有足够的纯度和足够低的毒性。“相容性”是指药物组合物中的各组分和药物的活性成分以及它们之间相互掺和,而不明显降低药效。
应理解,在本发明中,所述的载体没有特别的限制,可选用本领域常用材料,或用常规方法制得,或从市场购买得到。药学可接受的载体部分例子有纤维素及其衍生物(如甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲基纤维素、羧甲基纤维素钠等)、明胶、滑石粉、固体润滑剂(如硬脂酸、硬脂酸镁)、硫酸钙、植物油(如豆油、芝麻油、花生油、橄榄油、等)、多元醇(如丙二醇、甘油、甘露醇、山梨醇等)、乳化剂(如吐温)、润湿剂(如十二烷基硫酸钠)、缓冲剂、螯合剂、增稠剂、pH调节剂、透皮促进剂、着色剂、调味剂、稳定剂、抗氧化剂、防腐剂、抑菌剂、无热原水等。
代表性的,液体剂型除了活性药物成分外,液体剂型可包含本领域中常规采用的惰性稀释剂,如水或其它溶剂,增溶剂和乳化剂,例如,乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺以及油,特别是棉籽油、花生油、玉米胚油、橄榄油、蓖麻油和芝麻油或这些物质的混合物等。除了这些惰性稀释剂外,组合物也可包含助剂,如润湿剂、乳化剂和悬浮剂等
药物制剂应与给药方式相匹配。本发明药剂还可与其他协同治疗剂一起使用(包括之前、之中或之后使用)。使用药物组合物或制剂时,是将安全有效量的药物施用于所需对象(如人或非人哺乳动物),所述安全有效量通常至少约10微克/千克体重,而且在大多数情况下不超过约8毫克/千克体重,较佳地该剂量是约10微克/千克体重-约1毫克/千克体重。当然,具体剂量还应考虑给药途径、病人健康状况等因素,这些都是熟练医师技能范围之内的。
本发明的主要优点包括:
本发明的式I组合物能够对细胞线粒体自噬具有明显的抑制作用,预防和/或治疗细胞线粒体自噬相关的疾病,以及预防和/或治疗细菌引起的感染。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。
实施例1
实施例1考察Mdivi-1在人源THP1细胞中对李斯特菌的杀菌作用。
实验方法
选取单核增多性李斯特菌(Listeria Monocytogenes,L.m)菌株10403s作为实验对象,L.m在带有50μg/ml链霉素的brain heart infusion(BHI)液体培养基中37℃,250rpm过夜摇晃。第二天再以1:30比例转接到新鲜的带有50μg/ml链霉素的brain heartinfusion(BHI)液体培养基中37℃,250rpm摇菌至OD为1.0,然后将此菌用于实验(以下所有实验皆用此法制备李斯特菌)。在实验时,人源THP1细胞用PBS清洗两遍,换上含有的10%FBS的无抗生素的DMEM培养基,先用DMSO或Mdivi-1预处理2小时,再以MOI=5的感染系数感染L.m 10403s,37℃培养45min后,弃去上清,PBS洗涤两遍,换上新培养基加入50ug/ml的庆大霉素,用于杀死人源THP1细胞外的细菌,一小时后,换成10ug/ml的庆大霉素培养基继续培养,实验组用20μM的Mdivi-1处理人源THP1细胞,对照组用DMSO处理人源THP1细胞,在0h、6h、12h处理时间点用1%TritonX-100分别裂解实验组(Mdivi-1处理)和对照组(DMSO处理)细胞3-5min,将裂解的上清,梯度稀释涂在无抗BHI琼脂板上,在37℃培养箱中过夜培养,第二天进行计数。
实验结果
实验组(Mdivi-1处理)和对照组(DMSO处理)分别处理感染李斯特菌的人源THP1细胞0h、6h、12h时细菌计数结果如表1和图1所示。
表1 Mdivi-1和DMSO分别处理感染李斯特菌的人源THP1细胞0h、6h、12h时细菌计数结果(n=4次独立重复实验的统计结果)
Figure BDA0001912668290000101
从表1和图1中可以看出,与空白对照DMSO相比,Mdivi-1表现了高效的杀伤作用,Mdivi-1处理的人源THP1细胞中的李斯特菌的残留量均大大降低,6小时的Mdivi-1的杀菌效率为50%,12小时的Mdivi-1的杀菌效率为59%。
实施例2
实施例2考察Mdivi-1在小鼠腹腔巨噬细胞中对李斯特菌的杀菌作用。
实验方法
选取6-10周的小鼠,每只小鼠腹腔注射2ml 4%的硫乙醇酸盐培养基FTG(BDBiosciences)。3天后脱颈处死小鼠,用注射器吸取10ml PBS注入小鼠腹腔,反复吹打2~3次,抽出腹腔液10ml,250g离心5min,用含10%血清和1%青霉素加链霉素的DMEM培养基重悬,腹腔细胞以1*10^6个/孔的密度铺到12孔板上,第二天换液,贴壁的细胞将视为腹腔巨噬细胞。
选取单核增多性李斯特菌(Listeria Monocytogenes,L.m)菌株10403s作为实验对象。在实验时,小鼠腹腔巨噬细胞用PBS清洗两遍,换上含有的10%FBS的无抗生素的DMEM培养基,先用DMSO或Mdivi-1预处理2小时,再以MOI=5的感染系数感染L.m 10403s,37℃培养45min后,弃去上清,PBS洗涤两遍,换上新培养基加入50ug/ml的庆大霉素,用于杀死鼠腹腔巨噬细胞外的细菌,一小时后,换成10ug/ml的庆大霉素培养基继续培养,实验组用20μM的Mdivi-1处理小鼠腹腔巨噬细胞,对照组用DMSO处理小鼠腹腔巨噬细胞,在0h、6h处理时间点用1%TritonX-100分别裂解细胞3-5min。将裂解的上清,梯度稀释涂在无抗BHI琼脂板上,在37℃培养箱中过夜培养,第二天进行计数。
实验结果
实验组(Mdivi-1处理)和对照组(DMSO处理)分别处理感染李斯特菌的小鼠腹腔巨噬细胞0h、6h时细菌计数结果如表2和图2所示。
表2 Mdivi-1和DMSO分别处理感染李斯特菌的小鼠腹腔巨噬细胞0h、6h时细菌计数结果(n=4次独立重复实验的统计结果)
Figure BDA0001912668290000111
从表2和图2中可以看出,与空白对照DMSO相比,Mdivi-1表现了高效的杀伤作用,Mdivi-1处理的小鼠腹腔巨噬细胞中的李斯特菌的残留量均大大降低,6小时的Mdivi-1的杀菌效率为40%。
实施例3
实施例3考察Mdivi-1在小鼠体内对李斯特菌的杀菌作用
实验方法
选取6~10周的小鼠作为研究对象,每只小鼠腹腔注射2.5*10^5CFU的李斯特菌(Listeria Monocytogenes,L.m)菌株10403s,24小时后,实验组小鼠的腹腔注射Mdivi-1(50mg/kg),对照组小鼠的腹腔注射DMSO,2天后安乐死小鼠,取其肝脏和脾脏,进行检测,通过将菌梯度稀释到BHI琼脂板上计数的方法对肝脏和脾脏的肝脏和脾脏进行计数。
实验结果
实验组(Mdivi-1处理)和对照组(DMSO处理)分别在小鼠体内对李斯特菌的杀菌作用如表3和图3所示。
表3Mdivi-1和DMSO分别处理感染李斯特菌小鼠的肝脏和脾脏的细菌计数结果(n=4-5只小鼠独立重复实验的统计结果)
Figure BDA0001912668290000121
从表3和图3中可以看出,与空白对照DMSO相比,Mdivi-1在小鼠体内对李斯特菌具有明显的杀菌作用,Mdivi-1处理的小鼠体内的李斯特菌的残留量均大大降低,Mdivi-1的杀菌效率为:肝脏组织中27%;脾脏组织中22%)。
实施例4
实施例4考察Mdivi-1对李斯特菌的杀菌机制
线粒体是机体的代谢车间,在频繁的代谢过程中会有大量的活性氧ROS产生,高浓度的活性氧抑制细菌的生长,在实施例4中,使用活性氧清除剂mito-TEMPO(CAS:1569257-94-8)考察李斯特菌的杀菌机制,其中活性氧的指标为MitoSOX(MitoSOX是一种特异性指示线粒体活性氧的染料)。
实验方法和实验结果
4.1、4.2和4.3实验分别考察Mdivi-1对细胞活性氧含量的影响
4.1选取单核增多性李斯特菌(Listeria Monocytogenes,L.m)菌株10403s作为实验对象。在实验时,小鼠腹腔巨噬细胞用PBS清洗两遍,换上含有的10%FBS的无抗生素的DMEM培养基,先用DMSO或Mdivi-1(20μM)预处理2小时,再以MOI=5的感染系数感染L.m10403s,37℃培养45min后,弃去上清,PBS洗涤两遍,换上新培养基加入50ug/ml的庆大霉素,用于杀死鼠腹腔巨噬细胞外的细菌,一小时后,换成10ug/ml的庆大霉素培养基并加入DMSO或Mdivi-1(20μM)继续培养,在6小时用10Mm EDTA/PBS消化细胞,然后离心,用MitoSOX对细胞在37度进行活性氧MitoSOX染色15分钟,然后检测其活性氧水平,结果如图4所示。
4.2在实验时,小鼠腹腔巨噬细胞用PBS清洗两遍,换上含有的10%FBS的无抗生素的DMEM培养基,先用DMSO,Mdivi-1(20μM),mito-TEMPO(0.2mM)和Mdivi-1(20μM)+mito-TEMPO(0.2mM)共同刺激预处理2小时,再以MOI=5的感染系数感染L.m 10403s,37℃培养45min后,弃去上清,PBS洗涤两遍,换上新培养基加入50ug/ml的庆大霉素,用于杀死鼠腹腔巨噬细胞外的细菌,一小时后,换成10ug/ml的庆大霉素并含有DMSO,Mdivi-1(20μM),mito-TEMPO(0.2mM)和Mdivi-1(20μM)+mito-TEMPO(0.2mM)的培养基继续培养,在6小时用1%TritonX-100裂解细胞3-5min。将裂解的上清,梯度稀释涂在无抗BHI琼脂板上,在37℃培养箱中过夜培养,第二天进行计数,结果如表4和图5所示。
表4 DMSO,Mdivi-1(20μM),mito-TEMPO(0.2mM)和Mdivi-1(20μM)+mito-TEMPO(0.2mM)分别处理感染李斯特菌小鼠腹腔巨噬细胞计数结果(n=3只小鼠独立重复实验的统计结果)
Figure BDA0001912668290000131
4.3选取6~10周的小鼠作为研究对象,每只小鼠腹腔注射2.5*10^5CFU的李斯特菌(Listeria Monocytogenes,L.m)菌株10403s,24小时后,将感染李斯特菌的小鼠平均分成5组,每组5只小鼠,第1组、第2组、第3组、第4组和第5组的小鼠腹腔注射DMSO(对照组)、Mdivi-1(50mg/kg)、mitoTEMPO(100mg/kg)、Mdivi-1(50mg/kg)+mtTEMPO(100mg/kg),2天后安乐死小鼠,取其肝脏,进行检测,通过将菌梯度稀释到BHI琼脂板上计数的方法对肝脏的李斯特菌进行计数,结果如表5和图6所示。
表5 DMSO、Mdivi-1(50mg/kg)、mitoTEMPO(100mg/kg)、Mdivi-1(50mg/kg)+mtTEMPO(100mg/kg)分别处理感染李斯特菌小鼠的肝脏的细菌计数结果(n=5只小鼠独立重复实验的统计结果)
Figure BDA0001912668290000132
实验结果
从图4中可以看出,在感染李斯特菌菌株10403s的小鼠腹腔巨噬细胞中,加入Mdivi-1后,6小时后,活性氧的含量上升,细菌量减少。
从表4和图5中可以看出,在感染李斯特菌菌株10403s的小鼠腹腔巨噬细胞中,Mdivi-1能有效清除菌,而当使用mitoTEMPO清除细胞内活性氧时,能促进李斯特菌的生存,且mtTEMPO+Mdivi-1组与mtTEMPO组差别不大,说明Mdivi-1通过增加细胞内的活性氧浓度来杀伤李斯特菌。
从表5和图6中也可以看出,在体内小鼠感染李斯特菌模型中也进一步证实了Mdivi-1通过增加细胞内的活性氧浓度来杀伤李斯特菌。
实施例5
实验方法和实验结果
5.1和5.2实验分别考察Mdivi-1对李斯特菌诱导的线粒体自噬的影响
5.1选取单核增多性李斯特菌(Listeria Monocytogenes,L.m)菌株10403s作为实验对象。在实验时,人源THP1细胞用PBS清洗两遍,换上含有的10%FBS的无抗生素的DMEM培养基,先用DMSO,或Mdivi-1(20μM)预处理2小时,再以MOI=5的感染系数感染L.m 10403s,37℃培养45min后,弃去上清,PBS洗涤两遍,换上新培养基加入50ug/ml的庆大霉素,用于杀死鼠腹腔巨噬细胞外的细菌,一小时后,换成10ug/ml的庆大霉素并含有DMSO,或Mdivi-1(20μM)的培养基继续培养,在3小时收取细胞样品,抽取细胞DNA,并用线粒体和核DNA相应的引物通过QPCR来检测,检测结果如图7所示。
5.2在实验时,小鼠腹腔巨噬细胞用PBS清洗两遍,换上含有的10%FBS的无抗生素的DMEM培养基,先用DMSO,或Mdivi-1(20μM)预处理2小时,再以MOI=5的感染系数感染L.m10403s,37℃培养45min后,弃去上清,PBS洗涤两遍,换上新培养基加入50ug/ml的庆大霉素,用于杀死鼠腹腔巨噬细胞外的细菌,一小时后,换成10μg/ml的庆大霉素并含有DMSO,或Mdivi-1(20μM)的培养基继续培养,在3小时收取细胞样品,抽取细胞DNA,并用线粒体和核DNA相应的引物通过QPCR来检测,检测结果如图8所示。
从图7和图8中可以看出:人源THP1细胞和小鼠腹腔巨噬细胞中线粒体DNA降低说明线粒体自噬发生,而Mdivi-1可以有效的阻止此过程,Mdivi-1对人源THP1细胞和小鼠腹腔巨噬细胞中的线粒体自噬具有明显的抑制剂作用,通过抑制线粒体自噬增加活性氧的浓度,从而对李斯特菌具有优异的杀伤作用。
结论
通过在人源THP-1细胞系,小鼠腹腔巨噬细胞进行李斯特菌感染发现,经过Mdivi-1的处理,在不同的时间点后(0h,6h,12h),细胞中李斯特菌的残留量相比于对照组大大减少,细菌的杀伤效率达到40%~60%,在实验中12小时的杀伤效率达到最高。在进一步在感染的小鼠内注射Mdivi-1,同时也发现了,在肝脏和脾脏等器官中,李斯特菌的残留量也降低至较低水平。综上所述,在体外和体内水平,我们均已证实Mdivi-1能够有效地杀伤李斯特菌,后续的研究表明Mdivi-1作为线粒体自噬的抑制剂,通过抑制免疫细胞线粒体自噬增加活性氧的浓度来杀伤李斯特菌,且同时能有效避免细胞的死亡,保障了细胞的正常生长。因此,Mdivi-1可作为一种高效,低毒的小分子药物,可用于感染的治疗,且对于线粒体自噬相关疾病如帕金森病,阿尔兹海默症具有治疗作用。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种式I化合物、或其药学上可接受的盐的用途,其特征在于,用于制备药物组合物或制剂,所述药物组合物或制剂用于预防和/或治疗细菌引起的感染;
其中,所述的细菌为李斯特菌;
所述的式I化合物为如下式Ia所示的化合物:
Figure FDA0004054242460000011
其中,R2为-O-R10,其中,R10为C1-C4烷基;
R3、R5各自独立地为卤素;
R6为巯基。
2.如权利要求1所述的用途,其特征在于,R2为-O-甲基或-O-乙基。
3.如权利要求1所述的用途,其特征在于,R2为-O-甲基。
4.如权利要求1所述的用途,其特征在于,R3、R5各自独立地为Cl或Br。
5.如权利要求1所述的用途,其特征在于,R3、R5均为Cl。
6.如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述的化合物为
Figure FDA0004054242460000012
7.如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述药物组合物或制剂含有0.001-99wt%的如权利要求1所述的化合物、或其药学上可接受的盐,按药物组合物和制剂的总重量计;和药学上可接受的载体。
8.如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述的细菌为单核增多性李斯特菌。
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