喹哚啉衍生物的生物活性檢測.pdf

1、喹哚啉(Quindoline)類是目前研究較為廣泛的一類生物堿化合物,具有多種生物活性,在抗癌、抗菌、抗病毒等領(lǐng)域都有其身影。近年來,以天然來源的生物堿作為母體結(jié)構(gòu)進行官能團修飾改造的研究方興未艾。本研究中對喹哚啉生物堿進行了硼酸修飾,且發(fā)現(xiàn)修飾前后表現(xiàn)出較大的活性差異。喹哚啉類生物堿具有很好的抗腫瘤活性,但經(jīng)過硼酸修飾后,細胞毒性顯著下降,且具有抗病毒活性。本論文為研究化合物的構(gòu)效關(guān)系提供了新的判據(jù)。
　　本論文分別利用肺癌細胞

2、系(A549,H1299)和結(jié)腸癌細胞系(HCT116, HT29)對60例喹哚啉類生物堿及其硼酸化修飾物進行了細胞毒活性檢測,并測得相對應(yīng)的IC50值,很大一部分在各細胞株上表現(xiàn)出較好的細胞毒活性,且結(jié)腸癌細胞株相比肺癌細胞株對該系列化合物更為敏感。其中活性最好的為I-3化合物,在三株細胞株上(HCT116、A549和H1299)都體現(xiàn)了同細胞株中最低的IC50值,分別為0.21μM,0.35μM和0.39μM;而另一種結(jié)腸癌細胞系H

3、T29上作用最強的是C-1’化合物,IC50值為0.27μM,該化合物在另三種細胞株中的細胞毒活性表現(xiàn)也很突出,均在1μM左右。在細胞毒活性測試中,我們發(fā)現(xiàn)化合物的活性與其結(jié)構(gòu)有明顯的對應(yīng)關(guān)系,主要表現(xiàn)在:大部分經(jīng)過硼酸修飾的化合物都較其母體化合物的細胞毒活性有不同程度的降低,并且經(jīng)過間位苯硼酸修飾后的細胞毒活性比對位苯硼酸的更低。
　　為了深入探索喹哚啉衍生物的構(gòu)效關(guān)系,本論文利用喹哚啉類生物堿具有熒光的特性,采用流式細胞儀和激

4、光共聚焦顯微鏡,研究了藥物在細胞內(nèi)的定位情況。發(fā)現(xiàn)不同官能團修飾的化合物,在細胞體內(nèi)的定位差異明顯,具體表現(xiàn)為:帶有硼酸基團修飾的化合物,難以進入細胞核,主要定位于細胞膜表面及細胞質(zhì)內(nèi);而沒有經(jīng)過硼酸修飾的化合物,在細胞質(zhì)、細胞膜及細胞核中都有定位,說明化合物進入胞漿及核內(nèi)均未受到阻礙。前者的細胞毒活性作用相對較弱,例如A系列化合物的代表化合物A3(對照化合物)、A3A(對位苯硼酸修飾)及A3B(間位苯硼酸修飾)作用于A549肺癌細胞系

5、上48h時的IC50值分別為7.42μM,8.96μM和9.02μM;作用于HT29結(jié)腸癌細胞系上48h時的IC50值分別為4.71μM,5.64μM和9.70μM,上述數(shù)據(jù)均與共聚焦觀測結(jié)果相吻合。另外,大部分該系列化合物在硼酸修飾時是以苯硼酸的方式連接,為了證明是硼酸基團且只有硼酸基團起到降低細胞毒活性的作用,而非苯環(huán)的作用,在C組化合物中還設(shè)計了一組只連接了苯環(huán)未連接硼酸基的化合物,這四例過渡化合物所表現(xiàn)的細胞毒活性及細胞內(nèi)定位均

6、與相應(yīng)的未連接苯硼酸的對照化合物相似,甚至毒性更高,以此說明了硼酸修飾對這系列化合物在改變其生物活性上的重要性。
　　結(jié)合激光共聚焦和流式細胞儀的觀測結(jié)果,據(jù)此推測,此喹哚啉類生物堿殺傷癌細胞的主要作用機制是:進入細胞核,與DNA結(jié)合產(chǎn)生抑制癌細胞增殖的作用;而硼酸基團的引入,增加了化合物的極性,難以通過細胞膜的磷脂雙分子層,從而降低了進入細胞核的可能,進而引發(fā)細胞毒活性的減弱。
　　此外,本論文還研究了 A3系列化合物在硼

7、酸修飾前后的體外抗病毒活性。通過對A549細胞株中抗流感病毒活性的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)硼酸修飾后的化合物主要定位于細胞膜表面或者細胞質(zhì),并且化合物作用于流感病毒后,主要定位于細胞質(zhì),很少進入細胞核。并且,硼酸修飾的化合物能顯著降低病毒感染細胞上清中的滴度。我們推測硼酸基團可能對細胞形成了包裹或者直接作用病毒胞膜,從而影響了病毒進入細胞核的過程。
　　本論文通過多種癌細胞系,全面的評價了喹哚啉類生物堿及其修飾改造化合物的細胞毒活性,并且利用