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噻唑烷-4-酮衍生物抗HCMV和VZV的活性

2011-12-09吕树芳赵莲陈华

关键词:芳基噻唑疱疹病毒

吕树芳,赵莲,陈华

(河北大学化学与环境科学学院河北省化学生物学重点实验室,河北保定 071002)

噻唑烷-4-酮衍生物抗HCMV和VZV的活性

吕树芳,赵莲,陈华

(河北大学化学与环境科学学院河北省化学生物学重点实验室,河北保定 071002)

利用病毒噬斑抑制法,探讨了2,3-二芳基-1,3-噻唑烷-4-酮(化合物1和2)、含糖基的1,3-噻唑烷-4-酮(化合物3和4)抗人巨细胞疱疹病毒(HCMV)和水痘带状疱疹病毒(VZV)活性.结果表明:2,3-二芳基-1,3-噻唑烷-4-酮是一类新型高效的抗HCMV化合物,而含糖基的1,3-噻唑烷-4-酮可能是一类比较理想的选择性疱疹病毒抑制剂.

噻唑烷-4-酮;人巨细胞疱疹病毒;水痘带状疱疹病毒

人巨细胞疱疹病毒(HCMV)和水痘带状疱疹病毒(VZV)分属于疱疹病毒的β-和α-亚型,是一类DNA病毒.该2类病毒主要通过病毒包膜与宿主细胞膜的融合感染宿主细胞,对于免疫力低下人群,尤其是婴幼儿,是引起先天性缺陷和精神神经发育障碍的重要原因.而免疫力低下的成年人的原发性感染多十分严重,常导致病毒性肝炎、病毒性肺炎、脑膜炎等,病死率很高[1-3].目前临床上用于治疗HCMV和VZV的药物主要是核苷类药物[4-5],如更昔洛韦(GVC),通过抑制疱疹病毒编码的激酶或阻断病毒DNA的合成,抑制病毒的复制.但该类药物普遍存在毒副作用大、耐药性和生物利用率低等缺点[6].因此,发现一些新的高效低毒、作用机制不同的抗病毒药物显得尤为重要.

目前,非核苷类HCMV和VZV病毒抑制剂研究报道较少,只有咪唑[1,2-α]嘧啶类[7]和芳基砜类[8]2大类衍生物,这2类化合物均表现出与核苷类药物不同的抗病毒机制.为进一步发现新的非核苷类HCMV和VZV病毒抑制剂,笔者初步探讨了具有良好抗艾滋病(HIV)病毒活性的非核苷类逆转录酶抑制剂噻唑烷-4-酮衍生物[9-10](其结构见图1)对HCMV和VZV病毒抑制活性.

图1 噻唑烷-4-酮衍生物结构Fig.1 Structure of thiazolidin-4-ones

1 实验部分

1.1 材料

待测化合物1a-i,2a-i,3a-d和4a-d均由本实验室合成[11-13].实验前,用微量DMSO(质量分数小于0.1%)溶解,以培养基MEM稀释至一定浓度,于4℃冰箱保存备用.化合物最终测试浓度为20μmol/L.

1.2 方法

利用病毒噬斑抑制法(PFU法)测试化合物抗人巨细胞病毒(HCMV)和水痘带状疱疹病毒(VZV)的活性.该测试将病毒感染到人胚胎肺细胞(HEL RPMI 8226)上,通过记录药物处理后的噬斑数(或病毒滴度)计算药物对病毒的抑制率.

1.2.1 人巨细胞病毒(HCMV-AD169)抑制活性测定

于96孔板中,将100个空斑形成单元(PFU)的病毒量接种到铺满微量滴定板的人体胚胎肺细胞(HEL RPMI 8226)中培养.病毒吸收2 h后,移去残留病毒液,用Hank液洗2次,控干,然后用含有待测化合物的改良伊格尔氏培养基MEM(补充质量分数为2%灭活的胎牛血清FCS,质量分数为1%的谷酰胺和3%碳酸氢钠溶液)溶液进一步培养.在37℃体积分数为5%CO2条件下培养5 d,固定并对细胞染色.记录病毒滴度(virus titer)值,阳性对照品为更昔洛韦(GCV).

1.2.2 水痘带状疱疹病毒(VZV-Hosen)抑制活性测定

于96孔板中,将20个空斑形成单元(PFU)的病毒量接种到铺满微量滴定板的人体胚胎肺细胞(HEL RPMI 8226)中培养.病毒吸收后,移去残留病毒液,用Hank液洗2次,控干,然后加入不同待测化合物的MEM(补充质量分数为2%灭活的胎牛血清FCS,质量分数为1%的谷酰胺和3%碳酸氢钠溶液)溶液进行培养.在37℃体积分数为5%CO2条件下培养5 d,固定并对细胞染色.记录病毒滴度值(B),计算抑制率.抑制率=(B空白组-B加药组)/B空白组×100%.

2 结果与讨论

化合物1a-i,2a-i,3a-d和4a-d对HCMV和VZV的初步抗病毒活性结果分别见表1和表2.

表1 化合物1和2(20μmol/L)对HCMV和VZV的抑制活性Tab.1 Inhibition of compounds 1 and 2(20μmol/L)against HCMV and VZV

表2 化合物3和4(20μmol/L)对HCMV和VZV的抑制活性Tab.2 Inhibition of compounds 3 and 4(20μmol/L)against HCMV and VZV

由表1可知,大部分2,3-二芳基-1,3-噻唑烷-4-酮化合物1和2(两者的区别在于N-3位萘基取代位置不同)表现出较高的抗HCMV活性,而对VZV抑制活性相对较低.部分化合物1d,2a,2b,2h和2i对HCMV的抑制活性很好,达到99.6%以上,与阳性对照品GCV作用效果相当.从构效分析看,1-萘胺取代噻唑烷-4-酮衍生物抗HCMV活性普遍高于2-萘胺取代的化合物,说明空间结构对化合物活性影响较大,同时发现C-2位芳环2,6位引入卤素基时(2b和2i),其抗HCMV活性相对其他化合物活性要高[14-15],这与2,3-二芳基-1,3-噻唑烷-4-酮抗HIV病毒活性构效分析一致,说明化合物抗HCMV活性机理可能与抗HIV活性机理有相似之处.而对于抗VZV病毒活性却没有上述构效关系,说明此类化合物虽均作用在疱疹病毒上,但其作用靶点的活性中心部位可能存在较大的立体差异,以致化合物抗病毒活性差异较大.

由表2可知,2-芳基-3-糖基-1,3-噻唑烷-4-酮化合物3和4(两者的区别在于C-2手性不同)表现出较弱的抗HCMV和VZV活性测试,但此类含糖基的噻唑烷-4-酮衍生物可能是一类比较理想的选择性抑制剂.如化合物3和4有一定的抗HCMV病毒活性,但是没有抗VZV病毒活性.而且化合物3和4的C-2位构型的变化对化合物抗HCMV病毒活性没有太大影响,而对于VZV病毒,C-2位为S构型的化合物3不但没有病毒抑制活性,反而有一定的促进增殖活性,而C-2位为R构型的化合物4对病毒细胞生长没有影响(化合物4d除外).以上结果再次说明2个不同亚型的疱疹病毒与噻唑烷-4-酮作用的大分子靶点可能有较大的空间差异.

研究表明2,3-二芳基-1,3-噻唑烷-4-酮是一类新型高效的抗HCMV化合物,而2-芳基-3-糖基-1,3-噻唑烷-4-酮可能是一类比较理想的选择性疱疹病毒抑制剂,研究结果将对发现高效低毒的抗HCMV选择性药物及作用机理探讨有一定指导意义.

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Activity Studies of Thiazolidin-4-ones Against HCMV and VZV

LÜShu-fang,ZHAO Lian,CHEN Hua
(Key Laboratory of Chemical Biology of Hebei Province,College of Chemistry and Environmental Science,Hebei University,Baoding 071002,China)

2,3-Diaryl-1,3-thiazolidin-4-ones(compounds 1 and 2)and 1,3-thiazolidin-4-ones bearing a sugar moiety(compounds 3 and 4)were firstly evaluated for their anti-viral activities against HCMV and VZV by plaque-forming unit(PFU)method.The results showed that 2,3-diaryl-1,3-thiazolidin-4-ones were a new class of potent inhibitors of HCMV,while 1,3-thiazolidin-4-ones bearing a sugar moiety might be a kind of ideal selective herpes simplex virus inhibitors.

Thiazolidin-4-ones;HCMV;VZV

O 621.3

A

1000-1565(2011)03-0280-04

2010-08-20

河北省自然科学基金资助项目(2008000588)

吕树芳(1982-),女,河北赞皇人,河北大学助教,主要从事环境微生物学研究.

陈华(1977-),男,江西贵溪人,河北大学副教授,主要从事生物活性化合物的设计、合成及活性研究.E-mail:lvshufang2001@126.com

梁俊红)

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