CN113679727B - 天然三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备乙酰辅酶a羧化酶1抑制剂中的用途 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种结构式如式(1)所示的三萜‑环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备乙酰辅酶A羧化酶1抑制剂中的用途：

Description

天然三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备乙酰辅酶A羧化酶 1抑制剂中的用途
技术领域
本申请属于医药技术领域，具体涉及天然三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备预防或防治乙酰辅酶A羧化酶1(acetyl-CoA carboxylase 1,ACC1)介导的糖脂代谢紊乱相关疾病(如肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等)的药物或该类药物先导化合物中的用途。
背景技术
乙酰辅酶A羧化酶1(acetyl-CoA carboxylase1,ACC1)同时具有生物素羧化酶和羧基转移酶的功能，在长链脂肪酸合成中发挥着限速酶的作用，可催化乙酰辅酶A羧化生成丙二酰辅酶A。人体的ACC1基因位于染色体17q12，相应蛋白分子量为165kDa，主要在脂肪生成活跃的肝脏、脂肪组织和乳腺等组织中高度表达(Munday etal.Biochem.Soc.Trans.2002,30,1059-1064)，促进胞浆中脂肪酸的合成。其催化产生的丙二酰辅酶A是长链脂肪酸从头合成中提供碳链延长的C2供体。此外，丙二酰辅酶A还可以代替不同的脂肪乙酰辅酶A延长酶。ACC1在脂肪酸生物合成和代谢中起着关键作用，其表达的改变与人类肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝和癌症等密切相关。
肥胖症是一种由多因素引起的慢性代谢性疾病，以体内脂肪细胞体积和数目增加，体脂百分比异常高，并在局部过多沉积脂肪，是包括2型糖尿病、心脑血管疾病和多种恶性肿瘤在内的多种慢性病的主要危险因素。目前已成为全球性的公共问题，研究发现，近25年来的高体重指数与全球400万人口的死亡有关，占全因死亡数的7.1％(Afshin etal,N.Engl.J.Med.,2017,377,13-27)，其中我国肥胖症人口数量居全球第一(NCD-RisC,Lancet,2016,387,1377-1396)。寻找预防或治疗肥胖症药物已成为全球公共卫生的优先事项。
ACC1是脂肪酸合成过程中的关键酶，在ATP提供能量的条件下将乙酰辅酶A羧化，催化产生丙二酰辅酶A，进而调节脂类在体内的代谢。因此，寻找有效的ACC1抑制剂对于治疗或预防肥胖症的发生有着非常重要的应用前景。此外，脂质的代谢异常也增加非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic Fatty Liver Disease,NAFLD)和2型糖尿病(Type II DiabetesMellitus,T2DM)的危险因素，因此，ACC1还可作为非酒精性脂肪肝和II型糖尿病的潜在靶点(Alkhouri et al,Expert Opin.Inv.Drug,2020,29,135-141；Kelly et al,Nat.Metab.,2020,2,1163-1178)。
研究表明ACC1还与癌症的发生密切相关。脂类合成的增加为细胞生长和分裂提供必须的脂质，是癌症的重要标志之一，也是肿瘤发生的早期事件(Migita et al,CancerRes.2008,68,8547-8554)。乙酰辅酶A是脂肪酸从头合成的重要组成部分，ACC1可催化乙酰辅酶A向脂质转化，抑制其基因的表达能显著的抑制肿瘤细胞的增殖并诱导其凋亡。因此，ACC1作为抗癌的潜在靶点在近年来被广泛研究，寻找其有效的抑制剂有望成为新的抗癌药物(Singh et al,Oncogene,2021,40,592-602；Huang et al,Eur.J.Med.Chem.,2021,212,113036；Dyck et al,Cancer Lett.,2018,417,11-20)。
ACC1作为新的药用靶点已成为近年糖脂代谢紊乱疾病创新药物研究的一个热点。随着高通量筛选技术的广泛运用，已陆续发现较多种类的ACC1小分子抑制剂(Mizojiri etal,J.Med.Chem.,2018,61,1098-1117；Mizojiri et al,Bioorg.Med.Chem.,2019,27,2521-2530)。但目前尚未有ACC1抑制剂得以成功上市，在医药领域竞争十分激烈。GS-0976是ACC的有效变构抑制剂，其在ACC磷酸肽受体和二聚化位点内相互作用以防止二聚化并抑制ACC同工酶的活性，目前处于临床II期阶段，用于治疗肥胖以及多种代谢紊乱疾病(Loomba et al,Gastroenterology,2018,155,1463-1467)。除GS-0976外，其它ACC1抑制剂，由于其低细胞穿透力、与ACC1的低亲和力以及特异性不强等原因，研制受到限制。因此，寻找高效、高选择性，同时兼具良好药代动力学性质的小分子ACC1抑制剂具有重要意义，对于代谢紊乱和癌症等疾病的治疗有着广阔的应用前景。
发明内容
本申请提供一种天然三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备乙酰辅酶A羧化酶1抑制剂中的用途，在ACC1抑制生物学实验中发现其具有显著的ACC1抑制作用。
结构式如式(1)所示的三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备乙酰辅酶A羧化酶1抑制剂中的用途：
Figure GDA0003293365530000031
本申请所涉及的化合物为一类从大花六道木中分离得到的三萜-环烯醚萜苷二聚体类杂合物，在ACC1抑制生物学实验中发现具有显著的ACC1抑制作用，可用于制备由ACC1所介导疾病的药物或是作为该类药物的先导化合物。由此可能对肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、癌症及其它ACC1所介导的疾病具有治疗作用，从而在制药领域有巨大的潜在用途。
本申请还提供一种乙酰辅酶A羧化酶1抑制剂，包括治疗有效量的如式(1)所示的三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物：
Figure GDA0003293365530000041
本申请所述的化合物可单独应用或者合用，亦可与药学上可接受的载体或赋形剂结合，按照常规方法制成口服或者非口服剂型。
可选的，所述三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物与赋形剂制成片剂、丸剂、胶囊剂或颗粒。
本申请还提供一种结构式如式(1)所示的天然三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物在制备预防、延缓或治疗肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝或癌症药物中的用途：
Figure GDA0003293365530000042
本申请还提供一种药物组合物，包括药物有效量的如式(1)所示的三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物：
Figure GDA0003293365530000051
本申请所述的化合物可单独应用或者合用，亦可与药学上可接受的载体或赋形剂结合，按照常规方法制成口服或者非口服剂型。
本申请所述的化合物可通过从植物中分离纯化得到；也可经本领域技术人员熟知的化学方法合成获得。
一种可选的制备方法中，从大花六道木中分离提取，包括如下步骤：
(1)大花六道木花干燥后粉碎；75％乙醇溶液室温下提取数次；过滤后合并提取液；减压浓缩后得到总浸膏；
(2)总浸膏分散于水中后依次用等体积的石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取；萃取液减压浓缩后分别得到石油醚组分、乙酸乙酯组分和正丁醇组分；
(3)对其中的乙酸乙酯组分经大孔树脂柱层析并以乙醇-水体积比30:70→50:50→70:30→85:15→100:0进行梯度洗脱，分别收集不同体积比洗脱液的洗脱组分；
(4)对乙醇-水体积比100:0的洗脱组分经Sephadex LH-20柱色谱后再经半制备HPLC纯化，分别在14.5min和15.9min时得到如权利要求1所述的三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物中的abelifloroside A和abelifloroside B。
本申请经筛选发现化合物abelifloroside B对ACC1呈明显的抑制作用，IC50值为7.9μM。结果显示，该化合物可能对肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、癌症及其它ACC1所介导的疾病具有治疗作用，从而在制药领域有巨大的潜在用途。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
天然产物具有结构复杂性和结构多样性的特点，是新药发现的重要来源。天然产物及其衍生物独特的化学结构，使其具有低毒副作用、高药效和对特定靶点高选择性的优点以及潜在的独特的作用机制等优点(Atanasov et al,Nat.Rev.Drug Discov.,2021,20,200-216；Newman et al.,J.Nat.Prod.2020,83:770-803；Tiago et al.,Nat.Chem.2016,8:531-541)。因此从天然活性成分中寻找开发新型、高效的ACC1抑制剂具有重要的研究价值。
大花六道木(Abelia×grandiflora)是忍冬科(Caprifoliaceae)六道木属(Abelia)的一种常绿灌木，主要分布于我国华东、西南及华北地区。该植物为糯米条(A.chinensis)和蓪梗花(A.uniflora)的一个杂交种，高可达1.8米，幼枝光滑呈红褐色，叶片倒卵形，墨绿有光泽，花为白色呈钟形，似漏斗状，花期从5月到11月持续盛开。目前，其花蕾的化学成分及相关的生物活性尚未见报道。本申请首次从大花六道木花蕾的75％乙醇提取物中分离得到化合物abelifloroside B：
Figure GDA0003293365530000071
本申请经多次药理试验研究表明，该类化合物具有显著的ACC1抑制活性，可用于制备预防、延缓或治疗肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、癌症及其它ACC1所介导的疾病药物，从而在制药领域有巨大的潜在用途。
以下以具体的实施例进行说明：
大花六道木花蕾采自浙江省台州市椒江区，经阴干后粉碎制成粉末；比旋光测试通过Rudolf Autopol IV旋光仪于21℃下完成；紫外和红外光谱数据分别由Hitachi U-2900E型紫外光谱仪和Thermo Scientific Nicolet Is5 FT-IR型红外光谱仪测试获得；低分辩质谱(ESI-MS)和高分辨质谱(HR-ESI-MS)分别由Agilent 1100 LC/MSD型质谱仪和ABSciex Triple TOF 5600型质谱仪获得，使用ESI离子源同时获得正负离子模式；NMR从Bruker AvanceII400型核磁共振仪和Bruker AvanceⅡ600型核磁共振仪获得，化学位移参照未氘代的残余溶剂峰，用δ(ppm)表示；分析所用的薄层层析板(TLC)购自烟台康比诺公司，使用UV(λ:254nm,365nm)和硫酸-香草醛溶液显色；柱色谱主要使用MCI微孔树脂CHP20P(Mitsubishi Chemical Industries,75-150μm)，凝胶Sephadex LH-20(GE HealthcareBioSciences AB)；分析及半制备型液相Waters e2695配备Waters 2998 PhotodiodeArray Detector(PDA)和Waters 2424 Evaporative Light-Scattering Detector(ELSD)检测器以及Waters Sunfire柱(5μm,250×10mm)；实验所用分析纯溶剂甲醇、乙醇等购自上海泰坦化学有限公司，色谱级甲醇和乙腈由北京百灵威公司采购。
实施例1：化合物abelifloroside B的制备
将0.4kg大花六道木(A.×grandiflora)花蕾干燥后粉碎，用75％乙醇溶液室温下提取5次，每次2L 24小时。过滤合并提取液，减压浓缩后得到总浸膏67g(semi-dry)。总浸膏用1L水分散后，依次用等体积的石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取三次。萃取液减压浓缩后得到石油醚组分(17.2g)、乙酸乙酯组分(16.3g)和正丁醇组分(20.6g)。
乙酸乙酯组分(16.3g)经大孔树脂柱层析以乙醇-水(30:70→50:50→70:30→85:15→100:0；v/v)梯度洗脱，收集所得下柱液，通过TLC薄层色谱进行显色检识，合并具有相同斑点的下柱液，最终根据TLC显色分为5个组分Fr.1–Fr.5。组分Fr.5(乙醇-水v/v 100:0洗脱组分)经Sephadex LH-20(MeOH)柱色谱后再经半制备HPLC(MeCN-H2O,88:12；v/v,3mL/min)纯化，得到化合物abelifloroside B(1.2mg,tR＝15.9min)。
Figure GDA0003293365530000091
化合物的理化数据如下：
Abelifloroside B白色无定型粉末；[α]D 21-31.7(c 0.1,MeOH)；UV(MeCN)λmax(logε)233(3.47)nm；ECD(c 3.21×10-3M,MeOH)λmax(Δε):223(-16.6),247(3.9)；IR(KBr)vmax3423,3312,2970,2918,2827,1718,1644,1509,1443,1379,1268,1194,1142,1077,803,771,674cm-1；1H和13C NMR数据见表1；ESIMS m/z 1039[M+H]+；HRESIMS m/z 1039.5644[M+H]+(calcd for C57H82O17,1039.5625,Δ＝1.9ppm).
表1.化合物abelifloroside B的1H和13C NMR(in CD3OD)数据a.
Figure GDA0003293365530000092
Figure GDA0003293365530000101
aAssignmentswere made by a combination of 1D and 2D NMR experiments.
实施例2：ACC1抑制活性测试
实验方法：ACC1位于肝和脂肪细胞，是脂肪酸合成的关键酶，需要生物素作为辅酶并依赖于ATP提供的能量将乙酰辅酶A羧化后，催化产生丙二酰辅酶A进而调节脂类代谢。该反应同样伴随着ATP的消耗，因此，可使用ADP-Glo激酶检测试剂检测ATP的变化，以此间接反应化合物对ACC1酶的抑制作用。
具体来说，初筛时选择实例1中所分离得到的单体化合物，浓度为20μg/mL时，对ACC1酶活性的百分抑制率进行考察，试验结果表明化合物abelifloroside B的抑制率为85.3％。
进一步测定IC50值：样品临用前溶于DMSO配成合适浓度，3倍稀释，7个稀释度，三复孔，取1μL样品溶液加入到标准的测活体系(40mM Tris,pH 8.0,10mM MgCl2,5Mm DTT,ATP,CoA,柠檬酸钠和ACC1)，室温下孵育30min。而后体系内加入2.5μL ADP-Glo试剂，室温下反应1h，消耗完剩余的ATP，并使反应终止。再加入激酶检测试剂孵育30min后，其荧光信号由EnVision读出，其动力学曲线一级反应的斜率作为酶的活性指标。以相对活性对化合物浓度作图，经公式v/v0＝100/(1+b*[I]/IC50)拟合得到IC50值，实验重复三次，结果取三次的平均值。ND-630(CAS:1434635-54-7)作为阳性对照(IC50：1.6±0.2nM)。
表2.大花六道木花蕾中abelifloroside A和abelifloroside B的ACC1抑制活性数据
Figure GDA0003293365530000111
三萜-环烯醚萜苷二聚体类杂合物抑制ACC1的IC50值见表2，测试结果表明上述化合物对ACC1表现出显著的抑制活性，表明本申请的化合物可用于制备治疗肥胖症、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、癌症及其它ACC1所介导的疾病药物或是作为该类药物的先导化合物。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种乙酰辅酶A羧化酶1抑制剂，其特征在于，包括治疗有效量的如式(1)所示的三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物：
Figure FDA0003775874210000011
2.根据权利要求1所述的乙酰辅酶A羧化酶1抑制剂，其特征在于，所述三萜-环烯醚萜苷二聚体杂合物与赋形剂制成片剂、丸剂、胶囊剂或颗粒。
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