新型水杨酸衍生物的双重抗炎与抗关节炎潜力：合成、生物评价及分子模拟毒性预测

《RSC Advances》：Development of novel salicylic acid derivatives with dual anti-inflammatory and anti-arthritic potentials: synthesis, in vitro bio-evaluation, and in silico toxicity prediction with molecular modeling simulations

本研究针对传统非甾体抗炎药(NSAIDs)的胃肠道与心血管副作用，设计合成了一系列新型偶氮甲碱水杨酸衍生物，通过抑制COX-1、COX-2和5-LOX多重靶点，发现化合物4、2、9具有显著抗炎活性（COX-2 IC50达7.32-7.68 μg/mL），且计算机毒性预测显示其安全性优于阿司匹林等对照药物，为开发多靶点抗炎抗关节炎药物提供了新策略。

　　

炎症是机体应对感染或损伤的生理反应，但过度炎症会导致一系列疾病。非甾体抗炎药(NSAIDs)通过抑制环氧化酶(COX)来缓解炎症，但传统药物如阿司匹林、吲哚美辛存在胃肠道出血、溃疡等严重副作用。研究发现，同时靶向COX和5-脂氧合酶(5-LOX)的双重抑制剂能够更有效控制炎症反应并减少副作用，这为新型抗炎药物开发提供了方向。

研究人员以4-氨基水杨酸为原料，与多种芳香醛和酮类化合物在醋酸回流条件下合成了一系列新型偶氮甲碱水杨酸衍生物。通过FT-IR、核磁共振(NMR)和元素分析确证结构后，评估了其对COX-1、COX-2和5-LOX的抑制活性，并研究了抗关节炎活性和细胞毒性。计算机模拟预测了化合物毒性，并通过分子对接分析了其与5-LOX的结合模式。

关键技术方法包括：Schiff碱合成化学、体外酶抑制实验(COX-1、COX-2、5-LOX)、抗关节炎活性评估(蛋白变性抑制和蛋白酶活性抑制)、细胞毒性测试(人正常成纤维细胞BJ-1系，MTT法)、计算机毒性预测(Pro Tox 3.0)和分子对接模拟(5-LOX，PDB: 7TTJ)。

2.1. 化学合成

通过4-氨基水杨酸与不同醛酮化合物的缩合反应，成功合成了9个新型偶氮甲碱水杨酸衍生物。光谱数据证实了目标结构的形成，包括特征性的亚胺基团(CN)振动峰和相应的核磁共振氢谱信号。

2.2. 靶点预测研究

采用SwissTargetPrediction工具预测显示，合成的衍生物主要靶向酶类、激酶和蛋白酶抑制剂。与未修饰的4-氨基水杨酸相比，引入偶氮甲碱结构显著增强了对这些靶点的亲和力。

2.3. 生物活性评价

2.3.1. 抗炎活性

COX抑制实验表明，化合物2、4、9活性最为显著，对COX-1的IC₅₀值分别为10.16、9.68和10.13 μg/mL，对COX-2的IC₅₀值分别为7.68、7.32和7.66 μg/mL，优于阿司匹林且与萘普恩活性相当。5-LOX抑制实验中，化合物4表现出最强活性(IC₅₀= 11.64 μg/mL)，与齐留通相当。

2.3.2. 抗关节炎活性

所有衍生物均显示出中度的蛋白变性抑制能力(22.11%-25.29%)和蛋白酶抑制活性，虽然效果低于双氯芬酸钠，但优于阿司匹林。

2.3.3. 细胞毒性

对正常人类成纤维细胞(BJ-1)的毒性测试显示，活性最好的化合物2、4、9的IC₅₀值分别为169.05、157.40和121.49 μg/mL，远高于其抗炎有效浓度，选择性指数表明这些化合物具有较好的安全性。

2.4. 毒性预测分析

计算机毒性预测显示，大多数衍生物属于毒性等级4或5，比吲哚美辛(等级2)和阿司匹林(等级3)更安全。特别是化合物8的预测LD₅₀高达4000 mg/kg，属于实际无毒范畴。

2.5. 分子对接研究

分子对接结果显示，化合物4与5-LOX的结合能最强(-15.36 kcal/mol)，通过氢键和阳离子-π相互作用与活性位点残基结合，结合模式优于阿司匹林(-9.33 kcal/mol)和齐留通(-10.24 kcal/mol)。

该研究成功设计合成了一系列新型偶氮甲碱水杨酸衍生物，其中化合物2、4、9表现出优异的双重COX/5-LOX抑制活性和中度的抗关节炎活性。计算机评估显示这些化合物具有较好的安全性，分子对接揭示了其与靶点的相互作用机制。这些发现为开发多靶点抗炎抗关节炎药物提供了有价值的先导化合物，相关成果发表在《RSC Advances》期刊上。