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关注并星标CPHI制药在线 木犀草素具有丰富的生物活性和广泛的药理活性，可调节众多与疾病进展有关的细胞内外信号通路，其化学结构如下图所示。然而，低溶解度和较低的生物利用度限制了木犀草素的应用。因此，研究者试图通过各种方法设计和合成许多新的木犀草素衍生物，通过优化修饰以获得溶解性能好、生物利用度高、活性明显改善、抗癌活性增强的木犀草素衍生物。        木犀草素的化学结构 木犀草素具有C6-C3-C6 碳骨架的苯并-γ-吡喃酮结构，A环中C5和C7处存在羟基，属于间二酚结构，B环含有邻二酚羟基（3，4-二羟基），C环C4位是个羰基，C2-C3含有双键，即C环含有α、β-不饱和酮结构。4个酚羟基和α、β-不饱和酮结构决定了木犀草素的性质，具有强抗氧化性。木犀草素的三个环是扭曲的平面，在该体系中，分子内可形成两个氢键，一个氢键是由C5-OH和C4=O羰基建立，另一个在B环的邻位羟基之间形成。木犀草素因其显著的抗氧化和抗癌活性而被广泛研究，修饰不同基团，得到的衍生物具有不同的生物活性和功效。 研究比较发现，含脂肪链的5-O酰基衍生物具有更好的抗肿瘤活性，同时保持了与木犀草素相似的自由基清除活性，含苯基的衍生物显著降低了其抗增殖活性和清除自由基的活性。7-O磷酰胺衍生物对人肝癌细胞抗增殖活性较好；5-O酰基和7-O酰基衍生物具有比木犀草素更强的多巴胺转运体（DAT）激动剂活性，作为治疗精神疾病的药物潜力巨大。木犀草素的羟基与磷酸生成的酯水溶性增强。木犀草素的C7-OH与卤代烃反应生成的醚具有抑制黑色素瘤作用。木犀草素的8-位氨甲基化产物具有很好的抗菌活性。木犀草素的C4=O的氧被硫取代具有很好的抗乳腺癌的活性。木犀草素的C8上的氢被甲氨基取代抗流感和抗炎效果一般，抗癌效果显著。木犀草素的配合物具有抗菌、降糖等作用。 01 羟基的修饰 ①酯化反应 研究结果显示，与木犀草素相比，含脂肪链的5-O 酰基衍生物具有更好的抗肿瘤细胞增殖活性，且具有与木犀草素相似的自由基清除活性，表明该类衍生物的抗增殖活性与清除自由基活性无关。含苯基的木犀草素衍生物可显著降低其抗增殖活性和清除自由基的活性。磷酰胺酸酯是一类新的抗癌药物，效力因磷酰胺部分的基团（芳基、酯和氨基酸）而异。木犀草素与乙酸酐反应，在硫酚作用下脱去木犀草素-7-位的乙酰基，加入L-氨基酰氯、二氯磷酸苯酯反应，用吡咯烷脱去乙酰基可得到木犀草素-7-磷酰胺衍生物，并对人肝癌细胞系 HepG2抗增殖活性进行测试。结果显示，其可诱导HepG2细胞发生G2/M期阻滞，显示出诱导HepG2细胞早期凋亡的作用。此外，木犀草素磷酸酯类衍生物能有效解决木犀草素在水中难溶解、生物利用度低的问题。 ②成醚反应 木犀草素在硼砂（四硼酸钠）作用下与卤代烷反应，能合成木犀草素-7-O-衍生物，实验显示，该类衍生物显示出改善黑色素合成和黑色素细胞增殖抑制活性。木犀草素对许多细菌具有抗菌活性，但关于木犀草素衍生物的抗菌活性的研究报道甚少。有学者合成了 3′4′-亚乙基-7-乙基(N,N-二乙基)胺槲皮素等一系列木犀草素衍生物，并评价了其对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、荧光假单胞菌和大肠杆菌的抑菌活性。生物活性测定表明，部分化合物具有较高的体外抑菌活性。木犀草素衍生物的构效关系研究表明，木犀草素衍生物的亲水性和芳香性可能是影响其抗菌活性的重要因素。木犀草素、芹菜素和白杨素等黄酮类化合物具有抑制α-葡萄糖苷酶活性的能力。将木犀草素和 K2CO3加入二甲基亚砜中，滴加 1,2-二溴 乙烷，在70 ℃加热1 h。加入溴代烷反应，可分离可得到烷基化木犀草素衍生物。实验显示，所有衍生物的糖苷酶抑制活性均显著高于参比药物。 02 羰基氧被取代的反应 木犀草素与硫酸二甲酯反应可得到四甲基木犀草素，其后加入劳森试剂反应，可得到4-硫代四甲基木犀草素。4-硫代四甲基木犀草素加入BBr3，可反应得到4-硫代木犀草素。实验显示，4-硫代四甲基木犀草素和4-硫代木犀草素在体外划痕实验中均显示出显著的抗血管生成活性。木犀草素衍生物对人乳腺癌 MCF-7 细胞的细胞毒性评估也显示出直接的抗癌活性，表明木犀草素衍生物作为抗血管生成活性显著。木犀草素中有1个羰基，可以与胺反应生成席夫碱。但是实验发现木犀草素与伯胺不反应，可能是由于木犀草素的环与环共振具有芳香性，4个羟基的给电子效应，使得羰基的活性降低，不能很好的与伯胺反应生成席夫碱。根据氯原子具有吸电子效应，相对于酚羟基能够降低苯环上电子云密度，提高羰基的亲电反应活性，通过将木犀草素的3个羟基被氯取代，使其羰基具有足够高的活性与伯胺直接合成制备席夫碱。试验表明，合成得到的7,3′,4′-三氯木犀草素席夫碱衍生物可以减轻小鼠耳肿胀程度和足肿胀程度，对急性炎症具有明显的抑制作用。 03 C-8的氢被取代的反应 木犀草素的A环5-羟基与4-羰基和B环上的羟基与金属离子的强相互作用使得木犀草素具有很高的亲和力和抑制性。因此，对木犀草素的结构进行修饰，可以提高抑制效力和药动学性质。已有研究表明木犀草素可显著抑制聚合酶酸性蛋白（polymerase acidic protein，PA），是有效的抑制剂。木犀草素与甲醛和仲胺反应，可以得到 C-8 木犀草素甲基胺衍生物。实验显示，C-8 木犀草素甲基胺衍生物是最有效的抑制剂，其抑制效力优于木犀草素。室温下木犀草素与甲醛、胺反应能得到Mannich 碱衍生物，体外抗癌活性实验表明部分化合物显示出比木犀草素、5-氟尿嘧啶更好的抗癌活性。以木犀草素为先导化合物，利用A环C-8 位 H 的活性与脂肪伯、仲胺在甲醛或乙醛水溶液中进行 Mannich 反应，反应条件温和，合成可得到新的8-氨甲基化衍生物。采用二甲苯诱发小鼠耳廓炎症模型对抗炎活性进行了初步筛选，试验结果表明，所测试的目标化合物均具有一定程度的抗炎活性。 04 配位反应 大多数黄酮类化合物是有效的金属螯合剂，具有很强的抗氧化和清除自由基的活性，如芦丁、槲皮素和木犀草素已被证明是良好的螯合配体。木犀草素锰配合物具有更高的生物活性，包括抗氧化、抗菌和降血糖活性。结果表明，木犀草素和木犀草素锰配合物能以竞争性方式可逆地抑制黄嘌呤氧化酶，木犀草素锰配合物显示出比木犀草素更强的抑制黄嘌呤氧化酶的活性。木犀草素锰配合物比木犀草素具有更显著的降血糖作用，能增加肝组织中葡萄糖的消耗。此外，研究表明，木犀草素钒配合物对MDAMB2311细胞的活性抑制作用高于配体，对人肺癌A549 细胞的抑制作用比木犀草素稍高。以木犀草素和磺胺甲恶唑进行缩合再与铜或锌离子络合可形成木犀草素磺胺配合物，进行初步的抗菌活性实验。结果显示，木犀草素磺胺配合物对多种菌株有明显的抑菌活性且优于各自的母体。此外，研究结果表明木犀草素磺酸配合物对 DPPH 的清除率和对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用随浓度的增大而提高，且效果也优于木犀草素。 05 聚合反应 以木犀草素为原料，采用温和的一锅煮聚合法可制备木犀草素水分散纳米球，与木犀草素在高剂量下具有细胞毒性不同，聚木犀草素纳米粒具有剂量相关的抗炎活性，在高剂量下没有细胞毒性。表明水分散的聚木犀草素纳米粒有望发展成为一种用于治疗的抗炎剂。 木犀草素是一种有价值的天然黄酮类化合物，由于能够调节多种靶点和信号通路而得到了广泛研究。木犀草素的低溶解性和生物利用度限制了其应用。因此，设计和合成新的木犀草素衍生物来改变其局限性势在必行。目前，对木犀草素的结构进行优化修饰，已经合成了许多溶解性能好、生物利用度高的木犀草素衍生物，在抗癌、抗氧化、抗菌、抗炎、降糖等方面有许多优势，应用前景广阔。 参考资料       [1]姜亚玲,李文渊,冯爽,等.木犀草素的结构修饰及其生物活性研究进展[J].中草药,2023,54(20):6889-6902.        [2]冯爽,姜亚玲,刘金海,等.木犀草素衍生物研究进展[J].化学通报,2024,87(03):300-309. 作者简介：小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。 END 来源：CPHI制药在线 声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。 投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com ▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼ 点击阅读原文，进入智药研习社~

引言 室管膜瘤（EPN）是一种缺乏靶向治疗且耐化疗的侵袭性儿童脑肿瘤，可依据遗传和表观遗传改变将EPN分为至少九种分子亚型，其中，大约70%的幕上EPN（ST-EPN）的特征是ZFTA和RELA之间的基因融合（以下简称ZRFUS）【1, 2】，与其他形式的ST-EPN相比，其无进展生存期更低。研究表明，ZRFUS可作为一种异常转录因子发挥作用，招募染色质修饰剂激活与神经发育相关的致癌转录程序【3, 4】，但详细机制仍然未知。此外，研究表明5-羟色胺可整合到组蛋白中作为表观遗传标记调节神经元和星形胶质细胞的基因表达【5, 6】，提示神经元可能通过释放附着在组蛋白上的神经活性物质来重塑肿瘤表观基因组，但EPN是否以及如何受到此影响仍未研究清楚。 近日，来自美国贝勒医学院的Benjamin Deneen团队等在Nature杂志合作发表了一篇题为Histone serotonylation regulates ependymoma tumorigenesis 的文章，他们将组蛋白5-羟色胺化确定为EPN肿瘤发生的关键驱动因素，并揭示了神经元信号传导、神经表观基因组学和发育程序如何相互交织以驱动脑恶性肿瘤。 为了解ZRFUS如何促进EPN肿瘤发生，他们比较了ZRFUS驱动的EPN肿瘤患者与非融合患者的转录组学特征，发现神经元异常激活可能驱动EPN肿瘤发生。于是他们基于DREADD技术选择性激活皮质兴奋性或抑制性神经元并以BrdU掺入作为肿瘤细胞增殖的指标，发现皮质兴奋性神经元激活可促进ZRFUS EPN肿瘤发生。通过对人和小鼠ZRFUS EPN肿瘤染色，他们发现5-羟色胺转运蛋白SLC6A4表达增加，但多巴胺转运蛋白SLC6A3无明显变化，提示5-羟色胺水平可能影响EPN肿瘤发生。为操纵大脑中5-羟色胺水平，他们继续利用DREADD技术激活中缝背核（dRN）中5-羟色胺能神经元，发现激活后肿瘤中细胞增殖显著减少，肿瘤总体积也减少，提示dRN中5-羟色胺能神经元活性抑制EPN肿瘤进展，即不同神经元亚群的激活对肿瘤进展存在相反影响。 那么EPN细胞如何响应5-羟色胺呢？基于5-羟色胺可附着在组蛋白中调节神经元和星形胶质细胞基因表达【5, 6】的研究结果，他们利用特异性抗体检测ZRFUS EPN中的组蛋白5-羟色胺化（H3K4me3Q5ser, H3-5HT），发现H3-5HT显著增加，然而，阻断肿瘤中的H3-5HT却能显著抑制肿瘤形成，与其在微环境中抑制生长的作用相反。由于5-羟色胺转运蛋白SLC6A4在ZRFUS EPN中表达，他们推测减少5-羟色胺转运是否会影响肿瘤发生和H3-5HT状态，用CRISPR-Cas9敲除后，肿瘤中细胞增殖减少且H3-5HT水平降低。考虑到H3-5HT作为驱动基因表达的活性组蛋白标记，他们利用ChIP-seq评估H3-5HT在肿瘤整个基因组中的分布，发现H3-5HT参与几个与发育相关的转录因子的调节。于是他们将这些转录因子在ZRFUS EPN模型中分别过表达，发现ETV5的过表达显著增强了肿瘤细胞增殖并降低小鼠存活率。ETV5在EPN肿瘤发生中的作用此前尚未被研究过，于是他们检测了其调节基因表达和染色质状态的机制。ChIP-seq结果显示，ETV5过表达肿瘤中活性H3K27ac峰减少，而抑制性H3K27me3峰增加，即ETV5可促进ZRFUS EPN中抑制性H3K27三甲基化特征。 接下来，该团队通过比较ETV5过表达肿瘤和对照组的RNA-seq结果来鉴定ETV5下游效应基因，发现神经肽Y（NPY）显著下调，虽然NPY在EPN中的作用尚未明确，但其已被证明与多种恶性肿瘤相关。由于ETV5促进肿瘤进展，而NPY在ETV5肿瘤中下调，因而假设其过表达会抑制EPN肿瘤生长，根据BrdU掺入结果，ZRFUS EPN模型中NPY过表达确实能抑制细胞增殖并延长小鼠总体存活率。为进一步了解NPY如何抑制肿瘤，他们对NPY过表达肿瘤进行RNA-seq分析，发现有关突触发育和突触信号传导的基因下调最明显，提示EPN肿瘤释放的NPY影响微环境的突触组织，且肿瘤边缘的兴奋性突触减少而抑制性突触增加。 模式图（Credit: Nature） 综上所述，这项工作证明5-羟色胺能神经元的活性可调节EPN肿瘤发生，ETV5促进抑制性染色质状态，被抑制的ETV5靶标之一是NPY，它通过神经元的旁分泌信号传导来抑制EPN进展和大脑过度活跃。这些研究强调了神经活性化合物和脑肿瘤之间相互作用的重要性。考虑到组蛋白5-羟色胺化发生在星形胶质细胞和神经元中，这种调节也可能存在于其他类型的脑肿瘤中。 参考文献 1. Pajtler, K. W. et al. Molecular classification of ependymal tumors across all CNS compartments, histopathological grades, and age groups. Cancer Cell 27, 728–743 (2015). 2. Parker, M. et al. C11orf95–RELA fusions drive oncogenic NF-κB signalling in ependymoma. Nature506, 451–455 (2014). 3. Arabzade, A. et al. ZFTA-RELA dictates oncogenic transcriptional programs to drive aggressive supratentorial ependymoma. Cancer Discov. 11, 2200–2215 (2021). 4. Kupp, R. et al. ZFTA translocations constitute ependymoma chromatin remodeling and transcription factors. Cancer Discov. 11, 2216–2229 (2021). 5. Farrelly, L. A. et al. Histone serotonylation is a permissive modification that enhances TFIID binding to H3K4me3. Nature567, 535–539 (2019). 6. Sardar, D. et al. Induction of astrocytic Slc22a3 regulates sensory processing through histone serotonylation. Science 380, eade0027 (2023). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41586-024-07751-z 责编|探索君 排版|探索君 文章来源|“BioArt” End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

Allyx continues to advance clinical research of its first-in-class oral compound for neurodegenerative diseasesNEW HAVEN, Conn., Sept. 04, 2024 (GLOBE NEWSWIRE) -- Allyx Therapeutics has announced that the first patient has been dosed with its lead compound, ALX-001, in a new clinical study assessing safety, pharmacokinetics and potential therapeutic response in patients with Parkinson’s disease. ALX-001 is a highly selective, first-in-class, synapse-targeted, disease-modifying oral therapy. Allyx Therapeutics is a clinical-stage biotechnology company working to deliver a novel approach to preserve and protect synapses for people living with neurodegenerative diseases. “Allyx Therapeutics is moving forward with strong momentum to develop ALX-001 as the first-ever disease-modifying small molecule for neurodegenerative diseases, with two concurrent safety studies in patients with Parkinson’s disease and with Alzheimer’s disease, adding important information to the body of knowledge for this novel therapeutic approach,” said Tim Siegert, Ph.D. chief operating officer and co-founder of Allyx Therapeutics. The 28-day Parkinson’s disease study (NCT06309147) is assessing the safety of ALX-001 dosed twice daily at either 50 mg or 100 mg versus placebo in adults between 21 and 80 years of age, and will also investigate dopamine transporter levels in the brain measured with single photon emission computed tomography as an early marker of therapeutic response to a treatment that targets synapse restoration. The study is being conducted by the Duke Clinical Research Institute (DCRI) and is supported with grant funding awarded to Allyx Therapeutics from The Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s Research. “I’m excited to collaborate with the Allyx team as we advance understanding of how Parkinson’s disease affects the brain and what more we might be able to do to provide a real impact for patients. Investigating the safety of this disease-modifying small molecule is a crucial first step, and one I’m proud to be a part of,” said Laurie H. Sanders, Ph.D., associate professor of Neurology at Duke University School of Medicine and DCRI. Building on twelve years of clinical research, ALX-001 continues to demonstrate promise in ongoing studies. The ALX-001 program has received more than $20 million in grant funding from the National Institutes of Health, the U.S. Government’s highly competitive Small Business Innovation Research (SBIR) programs, the Alzheimer’s Association, and The Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s Research, among others. About ALX-001 ALX-001 (previously BMS-984923) is a silent allosteric modulator of mGluR5, and is a first-in-class compound that selectively blocks the pathogenic activation of the receptor while preserving the normal physiological glutamate signaling that is required for cognition. As such, ALX-001 has a wide therapeutic window that can saturate receptors while avoiding on-target toxicity observed with negative allosteric modulators. mGluR5 has been shown to be essential for mediating synaptic dysfunction and loss caused by multiple misfolded extracellular protein species, and as such, presents a novel approach for treating Alzheimer's and Parkinson’s disease. Importantly, ALX-001 is an orally bioavailable and brain penetrant small molecule with demonstrated mGluR5 selective engagement. The molecule was originally identified by Bristol Myers Squibb, but the mechanism of action for neurodegenerative diseases and the identification of ALX-001 as disease-modifying for Alzheimer’s disease was discovered by Allyx scientific founder Stephen Strittmatter at Yale School of Medicine. Allyx Therapeutics obtained an exclusive worldwide license for ALX-001 from Bristol Myers Squibb and Yale School of Medicine. About Allyx Therapeutics Allyx Therapeutics was founded in 2019 by a group of seasoned biopharma industry executives, venture capitalists, and scientific experts. The company aims to deliver a novel approach to preserve and protect synapses for people living with neurodegenerative diseases. Its lead compound, ALX-001, is a first-in-class oral therapy with a unique mechanism of action at mGluR5 in clinical development for Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease. Learn more at allyxthera.com. About the Duke Clinical Research Institute The DCRI, part of the Duke University School of Medicine, is the largest academic clinical research organization in the world. Our mission is to develop, share, and implement knowledge that improves global health through innovative clinical research. The institute conducts multinational clinical trials, manages major national patient registries, and performs landmark outcomes research. The DCRI is a pioneer in cardiovascular and pediatric clinical research and conducts groundbreaking clinical research across multiple other therapeutic areas, including infectious disease, neuroscience, respiratory medicine, and nephrology. ContactMedia: Eliza Schleifstein917.763.8106Eliza@schleifsteinpr.com Investors: Tim Siegert203-691-6543tsiegert@allyxthera.com