研究人员成功地通过化学合成完全从吡啶合成了伊博酮及其类似物,吡啶是一种廉价且易于获取的化学物质。这一进展简化了对伊博酮潜在治疗益处的研究。
伊博酮是一种来源于植物的精神活性物质,因其在治疗成瘾和抑郁方面的潜力而受到关注。然而,伊博酮来源有限,主要来自于非洲的植物,如伊博灌木(Tabernanthe iboga)和沃卡甘树(Voacanga africana)。此外,其使用可能导致心律问题,这突显了了解其分子结构及其对身体影响的重要性。
加州大学戴维斯分校精神药物和神经治疗研究所(IPN)的研究人员在自然化学上发表的一项研究详细描述了使用吡啶合成伊博酮、其类似物和相关化合物的完整合成过程。
研究人员能够合成四种自然存在的伊博酮相关生物碱以及几种合成的类似物。与之前的方法相比,该过程的总体效率显著提高,产量在仅六或七个合成步骤后可达到6%至29%。
该研究的主要作者、IPN主任以及加州大学戴维斯分校化学与生物化学教授大卫·E·奥尔森指出:“伊博酮的化学结构的复杂性历史上使其难以大量生产,这阻碍了医药化学在推进更好的类似物方面的发展。通过实现完整合成,我们可以在不耗尽自然植物资源的情况下生产伊博酮,并创造出具有有趣性质的类似物。”
尽管伊博酮可能存在心脏风险,奥尔森指出,它正越来越被接受作为治疗如物质滥用和创伤性脑损伤等问题的治疗方法。
他解释:“一些人寻求更安全的方法来使用伊博酮,风险可能通过仔细的心脏监测和添加镁而降低。或者,我们可能需要创造一种改良版的伊博酮,保留其强大的抗成瘾和抗抑郁效应,同时最小化心脏风险。”
有前景的类似物
奥尔森强调了他们研究中的两个特别有趣的伊博酮类似物。
第一个是作为伊博酮镜像的类似物,这种特性在化学中称为手性。这些分子形式不能重叠,就像左右手一样。
奥尔森表示:“自然只产生一种类型,如果伊博酮的治疗效果依赖于与特定手性实体(如受体)的相互作用,那么只有天然版本会有效。然而,如果这些相互作用不是特定性的,那么两种版本都有可能产生效果。”
在对细胞进行测试时,研究人员发现只有天然版本促进了神经元的生长。
奥尔森评论道:“这一发现表明,伊博酮的效果很可能与其与特定受体的结合有关。虽然我们尚未知道确切的受体,但不自然的类似物为研究这一生物学提供了宝贵工具。”
第二个有趣的类似物是(-)-10-氟伊博胺。在实验中,这种化合物在神经元结构和功能方面表现出显著的特性,促进了生长和重新连接。此外,它对调节突触处血清素水平的血清素转运体表现出强烈的影响。
奥尔森指出:“血清素转运体是许多抗抑郁药的靶点,并被认为在伊博酮的治疗效果中发挥作用。”
研究人员认为,他们的发现值得进一步探索(-)-10-氟伊博胺作为治疗物质使用障碍、抑郁症及相关神经精神疾病的潜在治疗方法。
以期更安全的药物
奥尔森表示,这项研究花费了10年时间完成,在此期间,团队评估了多种合成途径,成功率各不相同。
奥尔森解释道:“许多这些伊博生物碱和类似物来源于昂贵且稀有的起始材料。我们的 approach通过使用丰富且低成本的化学品有所不同,使我们能够在少量步骤中构建这些化合物。我们旨在提高整体过程的效率。”
该团队期望他们的完全合成方法能够为其他研究人员提供更容易获取伊博酮类似物的框架,最终为更安全和有效的药物铺平道路。
这项研究由国家普通医学科学研究所和国家药物滥用研究所资助,属于国家卫生研究院,资助编号为R35GM14182和R01DA056365。此处表达的观点仅代表作者个人,不一定反映国家卫生研究院的观点。该项目还获得了卡米尔·德雷夫斯教师奖的支持。