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銀屑病是一種常見的慢性皮膚病，全世界的患病率為2%。它被公認(rèn)為一種免疫介導(dǎo)的遺傳疾病或全身性炎癥疾病，表現(xiàn)為橢圓形清晰紅斑，帶有銀色鱗屑。常規(guī)療法包括局部療法和生物制劑療法。糖皮質(zhì)激素是治療銀屑病的常用外用藥物；然而，皮膚萎縮的副作用阻礙了它的長期使用。已被批準(zhǔn)用于治療銀屑病和銀屑病性關(guān)節(jié)炎的生物制劑包括依那西普、阿達(dá)利莫單抗和英利昔單抗，但由于價格昂貴，且需要皮下或靜脈給藥，也限制了這些藥物的廣泛使用。

環(huán)核苷酸磷酸二酯酶（PDES）能夠催化環(huán)腺苷酸（cAMP）和環(huán)鳥苷酸（cGMP）的水解，調(diào)節(jié)cAMP和cGMP相關(guān)的信號通路，還能引起病理生理學(xué)反應(yīng)。磷酸二酯酶4（PDE4）是11個已知的PDES中的一種，特異性催化cAMP的水解，干擾轉(zhuǎn)錄因子如CREB和NF-κB的功能，改變炎癥調(diào)節(jié)子如TNF-α、IFN-γ、IL-12和IL-10的表達(dá)。此外，PDE4抑制劑已用于治療炎癥性疾病，包括慢性阻塞性肺疾病、銀屑病以及角膜炎。

中國科學(xué)院大學(xué)、中國科學(xué)院上海藥物研究所柳紅、許葉春課題組報導(dǎo)了一系列四氫異喹啉類化合物，其中化合物16經(jīng)過活性研究，被確證為具有高效性、優(yōu)異的選擇性、良好的結(jié)合力和細(xì)胞通透性、安全性以及良好的藥動學(xué)特性，對治療銀屑病具有良好的效果。

據(jù)報道，黃連素（BBR）對炎癥有很好的藥理作用。BBR通過抑制絲裂原激活的蛋白激酶信號和細(xì)胞活性氧的產(chǎn)生，抑制促炎反應(yīng)，發(fā)揮抗炎作用。此外，BBR還有一個典型的鄰苯二酚基團(tuán)，它是已知的PDE4抑制劑中常見的藥效團(tuán)。因此，作者以BBR為起始骨架進(jìn)行設(shè)計合成化合物。

起初，作者使用虛擬篩選從已有的BBR類似物庫中選出苗頭化合物。在這些化合物中，作者發(fā)現(xiàn)一種四氫異喹啉類化合物（1）可作為一種新型的PDE4抑制劑骨架。其外消旋物IC₅₀為0.51 μm。通過分子對接發(fā)現(xiàn)(S)-對映體（化合物2）比(R)-對映體（化合物3）更有效，IC₅₀值分別為0.27和3.71 μm。因此化合物2被用于進(jìn)一步研究（Figure 2）。

 （來源：J. Med. Chem.）

接著，作者對化合物2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行考察，以了解每個部分對PDE4D的結(jié)合和抑制的作用。作者先去掉含吲哚結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈得到化合物4，晶體結(jié)構(gòu)的確定表明化合物4可以結(jié)合PDE4D的口袋，其具有與氫鍵相關(guān)的兩個取向。一種取向能在羰基與H160之間形成氫鍵，另一種則不能形成氫鍵。且熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明，碳基與H160的相互作用不足以穩(wěn)固4的結(jié)合構(gòu)象。為了進(jìn)一步驗證和理解，作者設(shè)計并合成了化合物5和6，用乙氧基取代了4的甲氧基。結(jié)果顯示，5，6的IC₅₀值相對4來說有所減小，但仍大于化合物2。作者繼續(xù)對化合物2進(jìn)行探討。作者保留了吲哚側(cè)鏈，并對側(cè)鏈長度進(jìn)行考察。將化合物2中兩個碳原子連接鏈換為一個碳和三個碳，分別得到化合物7，8。7和8的IC₅₀值分別為0.65和4.3μm，該結(jié)果表明連接體的縮短或延長不會改善抑制活性。

在完全理解化合物2各部分的影響后，作者決定保留亞乙基連接鏈，并且只對兩個環(huán)上進(jìn)行微小修飾以提高化合物活性（Tables 1 and 2）。作者通過對比羅氟司特與PDE4D的結(jié)合方式，猜測引入更大的基團(tuán)可能與金屬離子形成相互作用。因此，作者設(shè)計了化合物9-14，然而，所有化合物對PDE4D的效力都明顯低于化合物1，說明在R¹位置的取代不利于效價的提高。因此，作者將羰基保留，進(jìn)行下一步的優(yōu)化。

 （來源：J. Med. Chem.）

為了增加吲哚環(huán)與殘基的疏水作用，作者首先在吲哚環(huán)中添加了氟（15）或甲基（16）。酶的IC₅₀值分別為0.25和0.24μm，略好于2(0.2 7μm)。令人驚訝的是，化合物16對hPBMC中的TNF-α釋放有明顯的抑制作用，其 IC₅₀為0.65μM，強(qiáng)于2或15 (Table 2)。作者認(rèn)為，PDE4是細(xì)胞內(nèi)的靶細(xì)胞，而2，15和16的酶活性和細(xì)胞活性表明化合物16的內(nèi)在物理化學(xué)性質(zhì)可能使其具有更強(qiáng)的滲透性。因此，作者對細(xì)胞通透性做了測試。數(shù)據(jù)表明，化合物16和阿普斯特均具有較好的細(xì)胞穿透能力（Table 3）。接著，作者對化合物16進(jìn)行了進(jìn)一步的修飾。作者對R²的取代引入了乙基、環(huán)丙基甲基和環(huán)戊烯基得到化合物17、18和19，其中17對PDE4D的抑制活性有較大提升，IC₅₀是0.098μM，大約是16的3倍。但對hPBMCi的作用力弱于16。 此外，作者還設(shè)計和合成了化合物20和21，其中分別含有一個乙基基團(tuán)和一個無環(huán)丙基甲基基團(tuán)，20的IC₅₀比16好，比17差；21的活性跟18比有所下降。然而，20和21對hPBMC中TNF-α釋放的效力也低于16。所以，最后選擇化合物16進(jìn)一步評價選擇性、藥動學(xué)和體內(nèi)藥效。

作者首先對16的選擇性進(jìn)行了考察（Table 4）。結(jié)果顯示，在眾多PDE亞型中，16對PDE4的選擇性最好。多巴胺受體D1/D2是黃連素的潛在靶點，作者也測試了16對D1/D2的作用力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化合物16既不是多巴胺受體D1/D2激動劑，也不是拮抗劑（Figure S7）。此外，作者還用自動貼片法檢測了16對hERG的抑制作用（Figure S8）。其IC₅₀大于40μM。這些數(shù)據(jù)表明，16是一種PDE 4選擇性抑制劑，不抑制多巴胺受體或hERG。

 （來源：J. Med. Chem.）

對16進(jìn)行初步藥代動力學(xué)評估，結(jié)果表明16有良好的口服生物利用度（Table 5）。作者進(jìn)一步研究了16在動物模型中的抗炎作用。利用阿普斯特作為陽性對照，首先對LPS誘導(dǎo)的小鼠急性炎癥模型進(jìn)行了研究。LPS能顯著提升IL-6、IL-10和IL-12p40在小鼠血清和脾臟中的濃度,而口服給藥16（1mg/kg）顯著降低炎性細(xì)胞因子如TNF-1、IL-6和IL-12P40的分泌（Figure 5）。因此，化合物16能夠有效地減輕炎癥，并有利于對治療炎癥疾病。由于咪喹莫特（IMQ）對銀屑病樣皮膚炎癥的影響，外用含IMQ是一種模擬銀屑病患者臨床癥狀的典型模型?？诜┝繛?/span>25 mg/kg的16可明顯減輕皮損的臨床特征。與相同劑量的阿普斯特（25 mg/kg）相比，化合物16在紅斑的的大小、鱗片的厚度均表現(xiàn)出更好的治療效果。這些結(jié)果表明，化合物16能有效地預(yù)防IMQ誘導(dǎo)的小鼠銀屑病樣皮損，為開發(fā)一種新的抗銀屑病藥物提供了良好的候選條件。

 （來源：J. Med. Chem.）

在銀屑病治療時局部用藥更方便，且副作用更小，因此，作者進(jìn)一步測試了化合物16在小鼠模型中IMQ誘導(dǎo)的銀屑病局部應(yīng)用的治療效果。結(jié)果顯示，局部使用與口服具有相似效果，對IMQ引起的皮膚炎癥有明顯的治療作用（Figures 6 and 7）。

（來源：J. Med. Chem.）

總結(jié)：中國科學(xué)院大學(xué)、中國科學(xué)院上海藥物研究所柳紅、許葉春課題組報導(dǎo)了四氫異喹啉類骨架作為新型PDE4抑制劑，其中化合物16具有高效性和選擇性，結(jié)合能力良好，細(xì)胞通透性高，安全性和良好的藥動學(xué)特性好，對體內(nèi)抗銀屑病療效顯著，且局部治療同樣有效，為銀屑病的有效治療提供了新策略。

撰稿人：安fen