前言
轴突退行性病变是多种神经系统疾病的共同病理特征，SARM1作为调控轴突退化的核心NAD + 水解酶，正常生理状态下其处于自抑制构象；但是当细胞受损时，NAD+ 水平下降、烟酰胺单核苷酸（NMN）累积，会触发 SARM1 激活并快速降解 NAD+，最终引发轴突退行性病变和细胞死亡。因此，抑制SARM1被认为是治疗多种神经退行性疾病的潜在策略。
目前已报道的SARM1抑制剂主要为碱基交换抑制剂（BEIs），这类分子利用反应性杂环弹头与 NAD + 反应，从而阻断酶促反应并发挥轴突保护作用。但Genentech、Roche等多个团队发现BEIs 在亚抑制浓度下会反常激活 SARM1，反而加重神经损伤。薛定谔公司联合全球顶尖创新药企百时美施贵宝（BMS）针对这个靶点做了相关研究，以期利用计算化学驱动SARM1抑制剂的开发。
图1. 已报道的含反应性弹头的SARM1抑制剂
薛定谔公司Adam M. Levinson等人报道了一系列咪唑并[4,5-c]吡啶类SARM1抑制剂的发现及优化过程，核心成果包括：
方法创新：次针对SARM1碱基交换抑制剂建立了自由能微扰（FEP+）计算流程，解决了前药与活性加合物结构不一致的模拟瓶颈；
结构新发现：首次揭示了W662一种新的配体诱导旋转异构状态，拓展了SARM1结合口袋的可药性空间
分子创新：开发了咪唑并[4,5-c]吡啶类新型SARM1抑制剂骨架，获得纳摩尔级工具分子；
安全警示：明确低剂量反常激活是 BEIs 类抑制剂的共性风险，提示临床开发必须保证高且持续的靶标结合与药物暴露，避免亚抑制浓度引发反常激活
相关研究以“Structure-Based Discovery of Imidazo[4,5-c]pyridine SARM1 Modulators Showing Paradoxical Activation”为题，4月8日在线发表于《Journal of Medicinal Chemistry》。
研究内容
1. 新型 BEI 设计与建模流程
BEI 并不是以其原始结构结合靶点，而是先与 NAD⁺ 反应形成一个共价加合物，该加合物才是真正结合在活性位点的分子。常规的 FEP+ 无法直接处理这种“反应后”的配体。
因此，团队创新性的采用先虚拟构建药物 NAD⁺ 共价加合物，再通过FEP+预测其结合亲和力的建模流程，最终成功预测了新型双环支架（如咪唑并吡啶类）的结合模式，加速了苗头化合物的发现。
图2. 用于发现 SARM1 抑制剂的设计思路与FEP +建模流程
2. 杂双环BEI 骨架的发现
利用上述流程，团队以咪唑并[4,5-c]吡啶双环骨架替换原有的吡唑酰胺，获得了溶解度与活性更优的化合物7，为后续优化奠定了全新化学起点。
图3. 化合物6与SARM1的TIR结构域复合物晶体结构
3. 结构指导的 SAR 优化
以新骨架为起点进行侧链优化，通过晶体结构解析，团队发现乙二胺侧链诱导 W662 旋转约 90°，形成全新可药结合口袋，基于此优化最终获得了纳摩尔级活性分子19。
图4. 相对于初始苗头化合物7，发现一个可改善细胞活性和动力学溶解度的新取代位点
图5. 代表性抑制剂与SARM1的共晶结构
路线1. 化合物19的克级制备路线
4. ADME与安全性优化
针对19的CYP抑制与hERG毒性问题，团队将吡啶弹头改为哒嗪、碱性胺改为中性氧杂环丁烷，得到代谢稳定性、口服生物利用度及中枢渗透能力更佳的优化分子25。
5. 低剂量反常激活效应的发现
在小鼠神经损伤模型中，低剂量19反而加重了神经损伤标志物；进一步实验证实，在轻度应激下，亚抑制浓度的碱基交换抑制剂会异常激活SARM1，加剧细胞死亡。这提示此类药物必须在高剂量、充分靶标结合的情况下才能发挥治疗效果。
图6. 小鼠SNI 模型中化合物19 的体内疗效与低剂量反常效应
图7. 体外低浓度BEI 反常激活SARM1 并加剧神经退变
总结
本研究成功开发了一类结构新颖的咪唑并 [4,5-c] 吡啶类 SARM1 抑制剂，通过计算辅助设计与结构导向优化，获得了兼具高活性、长滞留时间与一定中枢渗透能力的工具分子，并首次揭示了配体诱导 SARM1 关键残基 W662 发生特征性旋转的结合模式，为 SARM1 调节剂的理性设计提供了全新思路与结构基础。
同时，研究明确了BEIs存在低剂量反常激活的共性风险，提示临床开发必须保证充分且持续的靶标暴露，对提升 SARM1 靶向药物研发的安全性与有效性具有重要指导意义。
