开题报告内容
- 研究背景
L-色氨酸是人体必需氨基酸，用于合成一些蛋白质和生物活性中间体。色氨酸在体内的代谢途径包括5-羟色胺和犬尿氨酸，其中通过5-羟色胺途径发生代谢的比例非常小（约5%），主要是通过犬尿氨酸途径发生代谢的（gt;95%）[1]。犬尿氨酸代谢途径包括下列步骤：首先色氨酸（tryptophan）被氧化为N-甲酰-L-犬尿氨酸（N-formyl-L-kynurenine），该过程可以通过三种含亚铁血红素的双加氧酶中的任何一种来完成，即：吲哚胺2,3-双加氧酶1或2（IDO1或IDO2）或色氨酸2,3-双加氧酶（tryptophan 2,3-dioxygenase, TDO），该步反应是犬尿氨酸代谢途径的限速步骤[2]。生成的N-甲酰-L-犬尿氨酸通过犬尿氨酸甲酰胺酶（formamidase）催化的脱甲酰基反应生成L-犬尿氨酸（L-kynurenine, KYN），该中间体可以经三种不同的酶催化发生进一步的代谢。研究表明，正常状态下，色氨酸的代谢与机体的炎症反应以及胎儿免受母体免疫排斥有关，但在肿瘤组织中，色氨酸的过度消耗会引起T淋巴细胞等的生长阻滞，因此色氨酸的犬尿氨酸代谢途径是导致肿瘤细胞发生免疫逃逸的重要原因。针对该作用机制，其研究策略往往是通过抑制色氨酸限速酶的活性，进一步控制L-犬尿氨酸（L-kynurenine, KYN）的表达水平，从而防止免疫逃逸，最终达到癌症的治疗目的。
随着对免疫疗法深入研究以及免疫检查点药物的成功开发，小分子抑制剂与抗体药物联合治疗的研发策略得到重视。IDO1属于免疫检查点蛋白，分布广泛，在多种肿瘤细胞中表达，其对免疫耐受的重要作用引起广泛关注，针对IDO1开发小分子抑制剂成为研究热点，目前已有多个候选药物进入临床研究。然而2018年3月，随着IDO1抑制剂Epacadostat与派姆单抗联合用药的临床III试验表明其两者联合用药除了增加副作用，并不能延长患者的无进展生存期，宣告临床试验失败，进而导致IDO1抑制剂的研发进入了低迷期[3]。
一直以来针对IDO2的研究较少，但随着生物学研究深入，IDO2在炎症以及类风湿性关节炎（Rheumatoid Arthritis, RA）方面的作用逐渐被阐明[4-8] ，不再局限于抗肿瘤药物的研发使得IDO2受到越来越多的关注。
RA是一种全身自身免疫性疾病，主要涉及关节滑膜、浆膜、心、肺，血管及神经等结缔组织。急性期炎症主要表现为滑膜血管水肿、滑膜炎。统计表明，RA的全球发病率约为1%，而我国患病率为0.3~0.4%，并且患病率随着年龄的增长而逐渐增加。其中，老年人（65岁以上或70岁以上）的患病率最高，女性发病率为男性的2~3倍。60％的RA患者自患病起2年内出现影像学可见骨破坏，关节严重破坏的患者几乎丧失劳动力[9]。因此，寻找高效低毒的RA治疗药物是当前迫切需要解决的问题。
2007年，一种与IDO1以及TDO具有类似功能的酶在小鼠以及人体内被发现，编码这种酶的基因与编码IDO1的基因具有相似结构，由于该蛋白与IDO1的结构具有相似性故被命名为IDO2。IDO2与IDO1作用于相似的酶底物，但其酶解效率明显低于IDO1，并且它们在体内的分布也不同。IDO2在小鼠体肾脏表达含量最高，其次为附睾和肝脏，实验证实IDO2也表现出催化色氨酸分解的活性。在与表达IDO2的肿瘤细胞共培养体系中发现，IDO2可以抑制人类CD4 T细胞及CD8 T细胞的增殖。由IDO1所造成的CD4 T细胞增殖抑制反应可以在补充色氨酸后被逆转，而由 IDO2引起的CD4 T淋巴细胞增殖抑制反应在增加色氨酸含量后却不能逆转[10]。此研究报道表明，IDO1和IDO2在抑制T淋巴细胞增殖的反应中存在不同的信号通路，并且有不同的免疫调节作用。2017年，Mandik-Nayak[11]等分别在KRN和CIA（Collagen Induced Arthritis，胶原诱导性关节炎）两种小鼠RA模型中，利用IDO2单克隆抗体（IDO2 Ig）特异性地靶向IDO2，能够抑制小鼠的自身反应性T细胞和B细胞反应，从而获得较好的抗关节炎效果。这一研究结果表明，IDO2是治疗RA的一个潜在的药物靶标。
- 研究目的与方法
目前虽然有少量的IDO2小分子抑制剂报道，例如三氮唑衍生物[12]、质子泵抑制剂泰托拉唑[13]，但尚未有选择性高、活性强的IDO2小分子抑制剂进入临床研究。基于课题组前期对IDO1抑制剂的工作研究基础，我们对IDO2小分子抑制剂进行研究。我们选择泰托拉唑（1.8 0.1 uM）为先导化合物，通过药效团融合，引入三氮唑基团，设计并计划合成4个化合物如图1，技术路线如图2 。以期获得活性较好的IDO2抑制剂候选化合物。
化合物设计（图1）：
合成路线以IDM-37为例（图2）：
