AICAR是一种核苷类似物,能够进入核苷库,并在ATP分解期间显著增加腺苷水平。腺苷调节剂(ARAs)被认为具有治疗心肌缺血的心脏保护潜力。
定义1-核糖基咪唑甲酰胺,其中甲酰胺基位于咪唑环的4位,并在5位进一步被氨基取代。AICAR是嘌呤核苷类似物和AMP激活蛋白激酶(AMPK)的激活剂,用于治疗急性淋巴细胞白血病,并且据报道具有心脏保护作用。
腺苷调节剂阿卡地新是腺苷调节剂这一新型化合物的原型。阿卡地新是一种进入肌细胞的嘌呤核苷类似物,在磷酸化为ZMP(AICA核糖核苷酸)后进一步代谢为肌苷单磷酸酯(AMP、ATP和鸟嘌呤三磷酸膦酸酯的合成中间体)。一些研究支持并认为阿卡地新可能是心肌ATP合成的底物,从而导致心肌ATP补充。尽管如此,其他研究却提出了相反的观点。由于腺苷可能作为心肌ATP合成的前体,阿卡地新被提出作为一种潜在的心肌保护药物,尤其是在考虑心肌ATP耗竭与细胞死亡之间的联系时。
生物活性AICAR(Acadesine, NSC105823, AICA Riboside)是AMPK的激活剂,通过引起ZMP积累来模拟AMP对AMPK和AMPKK的刺激作用。AICAR还能够诱导线粒体自噬。
靶点Acadesine(500 μM)治疗30-40分钟后增加离体肝细胞提取物中的ZMP,在大约4 nmol/g下保持相对的稳定。Acadesine在15分钟内引起大鼠肝细胞中短暂的AMPK活化(12倍),以及脂肪细胞中的AMPK激活(2-3倍)。而不影响ATP、ADP或AMP水平。Acadesine显著抑制大鼠肝细胞中脂肪酸和甾醇合成,并且剂量依赖性地诱导B-CLL细胞凋亡,EC50为380 μM。在0.5 mM浓度下,Acadesine使20个典型患者的B-CLL细胞的细胞活性从68%降低到26%,并诱导caspase活化和细胞色素C从线粒体中释放。Acadesine的摄取和磷酸化是诱导细胞凋亡和AMPK激活所必需的。尽管在高浓度下对来自B-CLL患者的T细胞影响不大,但在0.5 mM时显著减少了B细胞活性。此外,Acadesine引起K562、LAMA-84和JURL-MK1中细胞代谢减少,并且能够有效杀死携带T315I-BCR-ABL突变体的耐imatinib的K562细胞和Ba/F3细胞。Acadesine的作用会被GF109203X 和Ro-32-0432废止,其分别是经典的和新的PKCs抑制剂。因此,Acadesine引起K562细胞中几种PKC亚型的重新排列和激活。在第10天时剂量依赖性地抑制了K562集落形成,在0.25 mM下即可检测到生长抑制作用,而在2.5 mM下的最大抑制作用更为显著。此外,Acadesine在体外引起了LPS刺激的中性粒细胞中CD18表达减少,并且在血液中平均抑制率为61%。
体内研究在小鼠K562细胞异种移植模型中,Acadesine(50 mg/kg)显著减少了肿瘤形成。在猪体内,Acadesine(10 mg/kg)引起了稳定血液动力学所需的液体增加。此外,在猪体内,Acadesine(10 mg/kg)抑制了肺毛细血管中的LPS诱导的蛋白质渗透,并抑制了恒定呼吸容积下吸入压峰值以及无效换气腔的增加。