功能性1H-苯并[d]咪唑类化合物的发现及其在CLN3疾病iPSC模型中的神经保护作用研究

　　本研究针对罕见且致命的儿童神经退行性疾病CLN3型神经元蜡样脂褐质沉积症(NCLs)，开发了新型1H-苯并[d]咪唑类化合物。通过结构优化消除Flupirtine和Retigabine的毒性代谢风险，研究人员在CLN3患者来源iPSC模型中证实先导化合物9b和38b能显著改善线粒体功能障碍、减少脂褐质积累，并具备良好的药代动力学特性，为CLN3疾病治疗提供了新策略。

　　

神经元蜡样脂褐质沉积症(NCLs)是一组罕见但致命的常染色体遗传性儿童神经退行性疾病，其中CLN3是最常见的亚型，由CLN3基因突变引起。患者通常表现为脂褐质和线粒体ATP合酶亚基c的积累、线粒体功能障碍以及Bcl-2表达降低等表型特征，然而其深层病理机制尚未明确，目前仍缺乏有效的治疗方法。在这一背景下，研究人员将目光投向已证明具有神经保护作用的非阿片类镇痛药Flupirtine和Retigabine，但其代谢过程中产生的有毒二胺/二亚胺中间体限制了临床应用。

为克服这一局限，研究团队通过合理的药物设计合成了新型双环类似物——1H-苯并[d]咪唑类化合物，旨在避免上述代谢风险的同时增强神经保护活性。该研究发表于《Journal of Medicinal Chemistry》，系统报道了这类新化合物的合成、表征及在高度模拟CLN3疾病表型的诱导多能干细胞(iPSC)模型中的功能验证。

研究采用的主要技术方法包括：基于药物化学的结构设计与合成、体外细胞毒性筛选、患者来源iPSC分化神经元模型的建立、线粒体功能测定、Western blot分析Bcl-2蛋白表达、液相色谱-质谱(LC-MS)药代动力学评价。所有实验均在CLN3患者特异性iPSC衍生神经元中进行，确保了疾病模型的相关性与可靠性。

设计与合成新型苯并咪唑类似物

研究人员以Flupirtine和Retigabine为起点，通过生物电子等排策略设计并合成了多个1H-苯并[d]咪唑衍生物。关键改造包括引入特定取代基以避免代谢活化形成有毒中间体，同时维持或增强神经保护活性。通过核磁共振(NMR)和高分辨率质谱(HRMS)对所有新化合物进行了结构确认。

体外神经保护活性筛选

在CLN3患者iPSC衍生神经元中测试了所有化合物的细胞保护作用。结果显示多个化合物显著提高细胞存活率，其中9b和38b表现最为突出，能有效减轻线粒体功能障碍并降低脂褐质积累。

机制探究与表型改善

Western blot分析表明，9b和38b处理显著上调了抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。进一步实验证实这两种化合物可减少线粒体ATP合酶亚基c的异常积聚，改善线粒体膜电位，并降低氧化应激水平。

药代动力学特性评价

通过小鼠体内实验评估了先导化合物的药代动力学参数。化合物9b和38b均表现出良好的口服生物利用度、适当的半衰期和较低的清除率，符合“类药性”要求，具备成药潜力。

研究结论表明，新型1H-苯并[d]咪唑类化合物通过规避毒性代谢途径，显著增强了对CLN3疾病关键表型的改善作用。先导化合物9b和38b不仅证实了强大的神经保护效应和机制上的多靶点作用，还展现出理想的药代动力学特征，为开发首例CLN3疾病修饰疗法奠定了坚实基础。该研究不仅推动了苯并咪唑类药物的合理设计，也为理解CLN3疾病的分子机制提供了新的化学探针。