白色念珠菌（Candida albicans）是一种重要的机会性人体致病真菌,是念珠菌病的主要病原。C.albicans造成的侵染不仅发生在正常机体,更常见于免疫和医学上有缺陷的病人中,造成更为严重的系统性侵染甚至造成死亡。随着现代医学的发展,血源性、粘膜性白色念珠菌感染已经成为公认的并发症,成为发达国家最主要的血流感染之一。抗真菌药物的有限发展和耐药现象的频频出现,迫使研究转向药物新型靶点的开发。与直接杀死或抑制生长的传统抗生素不同,靶向毒性机制是抗真菌药物开发的一个有利选择。作为典型的二态性致病菌,C.albicans常通过无菌酵母态转向致病菌丝态进而向宿主细胞发起黏附、植入,最后形成定植生物膜。越来越多的研究对C.albicans的致病因素和发病机制提供重要见解,其中,菌丝形成是最受关注的一个,同时也有望成为对抗C.albicans感染策略的新目标。哌嗪类衍生物是一类具有哌嗪基团的小分子化合物,作为新型药物研发的主要对象之一,其作用主要集中于抗炎症、抗肿瘤以及抗焦虑症等,作为抗真菌药物的研究相对较少。本课题研究中,以芳基苯环为骨架的合成新型哌嗪类衍生物LF系列、J系列,用白色念珠菌菌丝形成作为靶标,进行毒性机制筛选,并对其可能的作用机制进行初步研究。主要研究结果如下:1、靶向毒性因素的筛选,主要包括酵母-菌丝态的转变、生物膜及粘附性的形成、细胞毒力及小鼠体内化合物保护作用的研究,此外,还集中于小分子化合物对白色念珠菌生长的影响以及对其他真菌菌种的活性抑制作用。通过高通量筛选,LF系列中的1c和28e、J系列中的27号化合物表现优异。2、LF系列哌嗪类衍生物中,包括25种未研究的新结构。筛选结果显示,部分化合物对白色念珠菌的正常生长不产生影响,对真菌细胞的形态转变及黏附有较强的抑制作用。其中,化合物1c（1-（4-甲氧苯基）-4-（3-苯氧基-2-羟丙基）哌嗪）及28e（1-（4-乙氧苯基）-4-（1-联苯基-2-羟丙基）哌嗪）通过干扰菌丝形成过程,可显著减弱C.albicans的细胞毒力,在筛选浓度100μM时对人体细胞A549无毒性;对其他菌种的抑制作用证明其作用广谱性。因此表明,化合物1c和28e有可能被开发为基于抑制真菌细胞形态转变和毒性的临床治疗剂。3、J系列哌嗪类衍生物中,20种化合物属于未报道的新型结构。构效关系分析可见,吲哚环和咔唑环修饰的哌嗪类衍生物对C.albicans生物膜的形成有明显干扰和削弱的作用,咔唑环修饰对细胞毒性表现削弱作用。其中综合表现优秀的25-28号化合物还可以显著提高小鼠存活率,降低C.albicans在小鼠口腔侵染OPC（oropharyngeal candidiasis model,OPC）模型中的侵染能力。27号化合物（1-（2-溴苯基）-4-（3-（5-咔唑氧基）-2-羟基丙基）哌嗪）对其他真菌致病菌菌种和耐药菌也显示出强抑制性,存在一定广谱性。这也为27号化合物开发为潜在临床治疗药物提供了一定的理论基础。4、RT-PCR结果显示,丝状形态发生、黏附性、生物膜形成等相关基因在27号化合物处理后,表达量明显降低,且均匀分布在MAPK和c AMP-PKA两条经典菌丝调控通路上。RNA-Seq结果分析表明27号化合物集中影响过氧化合物酶相关基因,反映C.albicans受到环境胁迫时激发氧化应激反应。说明27号化合物对白色念珠菌致病性抑制的作用方式是多方向、复杂的。此外,27号化合物对耐药菌的活性同样具有一定抑制作用,结合氟康唑耐药菌菌株的全基因组测序结果分析,27号化合物与临床治疗药物氟康唑治疗白色念珠菌的作用方式存在不同。本课题基于小分子化合物的高通量筛选,获得的有效化合物将会为后续白色念珠菌临床治疗药物的开发提供新的思路和理论基础。