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第一部分：新型结构β-分泌酶抑制剂的研究 阿尔茨海默症(Alzheimer’sdisease，AD)是一种与年龄相关的神经退行性疾病，对病人、家庭乃至整个社会产生巨大的危害和经济影响，并随人口老龄化进展呈增长趋势。由于病因复杂，至今尚无理想的预防和治疗方法，现有药物在改善疾病的进程能力方面尚有明显的局限性。开发新型靶点药物以及改变治疗策略越来越多的引起人们的关注。 β-分泌酶(β-secretase，BACE)是上游关键致病因素Aβ形成的一个限速酶，在AD发生和进展中起重要作用，其抑制剂可望改善或延缓AD进程，成为有潜力的AD治疗药物。BACE发现十年来，数以万计的BACE抑制剂被报道，但由于存在难以透过血脑屏障、生物利用率低等问题，仅有1-2个候选药物进入到了临床一期的研究，其在临床上的确切疗效尚无明显进展的报道，因此新型BACE抑制剂的研究仍然具有重要的学术意义，以及实际应用需求。 为了寻找具有新型结构的BACE抑制剂，以及改善其血脑屏障(BBB)透过性质，本研究基于中枢神经药物中广泛出现的N-苯基哌嗪片段，并结合文献报道的N-苯基哌啶类BACE抑制剂，参考其他天冬氨酸蛋白酶抑制剂结构，如4-芳基哌啶、哌嗪类肾素(renin)抑制剂，设计并合成了2-取代-N-苯基哌嗪类和6-取代-N-苯基哌嗪-2-酮化合物，试图进行BACE抑制活性研究。但因化合物活性较低且部分化合物活性测试时有荧光干扰，未进一步深入研究。 将文献报道的氨乙胺基抑制剂中的开链母核进行环合，设计了一类构象限制的新型取代哌嗪类化合物，发现这类结构可保持一定的BACE抑制活性，且哌嗪环的手性对活性影响不大，哌嗪2-位取代的氮端部分缺失时化合物能保持相当活性，哌嗪两个氮上的取代基对活性产生影响较大，目前正在进行该类抑制剂与BACE晶体复合物的研究。 通过生物电子等排原理，结合计算机辅助药物设计，应用“Clickchemistry”原位筛选方法，对一类新型羟乙基三唑类母核进行快速确认。通过设计-筛选-设计的有效循环，对该母核碳端部分构效关系进行了深入的研究并同时对氮端部分进行了探索，找到了一批分子水平上的强效BACE抑制剂。考虑到抑制剂分子量较大可能会面临到透过血脑屏障的问题，将糖引入到分子中进行了初步的研究，体外测试发现，化合物在血浆和缓冲液中保持稳定，但能够在脑内缓慢裂解成原活性化合物，为进一步研究奠定了基础。进一步研究发现，虽然羟乙基三唑类化合物的细胞活性相对较弱，但将抑制剂母核中的羟基换成其电子等排体氨基得到氨乙基三唑后，分子和细胞活性得到了明显的提高，为进一步研究提供了方向。 二：乙酰胆碱酯酶和β-分泌酶双重抑制剂的研究 由于AD是一种病因复杂的疾病，多靶点药物的研究受到广泛的关注。乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AChE)抑制剂仍然是临床治疗早老性痴呆症状的主要药物，疗效确切，能明显提高认知功能，缓解AD病人的症状，但不能从根本上改变疾病的进程。而BACE是上游关键致病因素Aβ形成的一个限速酶，在AD发病中起关键作用，其抑制剂对于改善或延缓AD进程，可能优于目前临床应用的AChE抑制剂。因此，本研究期望设计合成得到一批对AChE和BACE具有双重抑制活性的化合物，既可能在短期内提高认知功能，又可能克服AChE抑制剂无改善或延缓AD进程的弱点，为研究开发具有新型作用机理和治疗策略的AD创新性药物提供丰富的结构和活性信息。 本研究在前期研究基础上，选择对BACE具有较好抑制活性的小分子引进上市药物多奈哌齐片断作为AChE抑制剂药效团，基于拼合原理设计以不同天冬氨酸蛋白水解酶类肽过渡态类似物为连接链的化合物。经过化学合成和生物活性研究，发现数个对AChE和BACE均有较好抑制活性的化合物。进一步功能试验表明，该化合物对稳定转染人βAPP695wt的HEK293细胞株具有显著降低Aβ产生的作用；对过氧化氢诱导的细胞损伤具有保护作用。通过脑内给药，化合物能较好的降低小鼠脑内的Aβ产生。本研究结果为进一步研究开发可能具有改善认知功能，同时缓解AD疾病进展的创新药物提供了有价值的信息，进一步动物体内试验正在进行中。