骨关节炎（OA）是一种退行性的关节疾病,临床表现为关节软骨破坏并最终能导致残疾,甚至会引起死亡。随着人口老龄化与肥胖的加剧,以及社会对于该类疾病的缺乏重视,OA的发病率正在变得越来越高。预计到2020年,OA将成为全球第四大致残性疾病,同时不断增加的OA发病率与缺乏针对性药物也致使OA治疗药物存在巨大的市场空缺。因此研发治疗OA的药物迫在眉睫。然而,现如今针对OA的治疗仍旧是以通过手术来缓解疾病进展,或是用药物来缓解疼痛,减轻症状为重点,疾病一旦恶化,全关节置换手术是惟一的选择。近年来,疾病修饰性骨关节炎药物（DMOADs）的大力发展在OA临床试验上取得了一定的进展,但其中存在的诸多问题使得目前仍未有该类药物获得上市许可。因此,开发一类新型的OA治疗药物具有重要的研究意义与巨大的市场价值。由于关节的特殊性,关节软骨一旦受损很难重新生成。随着组织工程与再生医学的发展,通过促进多能间充质干细胞（MSCs）选择性分化为软骨细胞被证明能够促进受损软骨的修复,进而达到治疗OA的目的。干细胞治疗新药Cartistem是全球唯一通过国家级批准的OA干细胞治疗药物。但由于干细胞药物自身的局限性与OA疾病的异质性,开发促进MSCs成软骨分化的小分子药物似乎是一种更好的选择。Kartogenin（KGN）是首个报道的能促进MSCs成软骨分化进而导致软骨修复的小分子药物,在一系列临床前研究中表现出了优异的效果,但由于分子自身的缺陷使得KGN难于面向临床。因此,开发出一类能促进MSCs成软骨分化,且高效低毒,具有良好成药性的小分子药物,成为治疗OA新的方向。为了开发新型促MSCs成软骨分化小分子诱导剂,我们前期通过对实验室内部化合物库进行初步筛选,发现了一个具有诱导分化潜力的小分子化合物A。为了确定其软骨修复能力,我们通过一系列体外实验,证明了化合物A能够以浓度依赖以及时间依赖性地促进MSCs成软骨分化,同时化合物A还能浓度依赖性地诱导BMSCs的迁移。随后我们展开体内实验,通过小鼠急性损伤（DMM）模型,发现化合物A能够显著逆转软骨损伤的进程,且在体内具有与KGN相似的效能。基于以上结果,我们考虑以化合物A作为苗头化合物,通过骨架跃迁与生物电子等排的策略,对化合物各个官能团的构效关系进行了充分的探索,设计并合成一系列N-苯基噻吩-2-甲酰胺类化合物。构效关系表明,在苯环3-号位引入疏水性的基团有利于化合物生物学活性的提高。在噻吩环上引入取代基也对化合物活性有利,且在噻吩环5-号位氨基上引入酰胺键与长链结构有利于活性的提高。总的来说,我们发现了多个活性优于阳性化合物KGN的小分子,其中化合物5k在后续的研究中表现最为突出,因此我们将其作为我们的先导化合物进行进一步的研究。通过进一步的验证,化合物5k能够在体外显著诱导MSCs成软骨分化。此外,化合物5k能够在体内显著逆转小鼠软骨损伤的进程,且效果优于阳性化合物KGN,且在大鼠与小鼠的软骨缺损模型中,表现出优异的软骨修复能力。在进一步的生物学机制的探究过程中,我们设计并合成了基于化合物A与5k的生物素亲和探针,遗憾的是我们至今没有找到其作用明确的靶蛋白。但令人感到意外的是,基于化合物A与5k设计的生物素探针（8a-f）均表现出比原有化合物更好的诱导分化潜能。但由于化合物本身具有一定毒性,且由于生物素本身的特殊性,我们考虑将生物素基团取代,意图保留其活性并避免其毒性,设计并合成了一系列新的化合物。研究表明,这些化合物具有与8a相近的诱导分化潜能,其中8g与8l表现出极为优异的生物学活性。总体而言,本论文基于骨关节炎在研究与治疗上的不足,以及小分子诱导干细胞促进软骨修复这一研究重点,基于前期筛选的苗头化合物A,成功设计并合成了一系列具有高活性的新型N-苯基噻吩-2-甲酰胺类促MSCs成软骨分化小分子诱导剂。其中先导化合物5k在体内外实验中表现出优秀的诱导MSCs成软骨分化能力,并且在小鼠骨关节炎模型评价中,化合物5k的促软骨修复效果显著优于阳性化合物KGN。进一步的探究我们发现了8g与8l为代表的己酰胺基-N-苯基噻吩-2-甲酰胺类系列化合物,在初步筛选中表现出相比5k更为优异的生物学活性。但详细的生物学机制仍有待进一步的研究。我们设计的该类MSCs成软骨分化小分子诱导剂有望成为潜在的促进骨关节炎患者软骨修复的临床前候选药物。