抗腫瘤侵襲海藻糖衍生物的設(shè)計(jì)與合成研究.pdf

1、腫瘤侵襲是指惡性腫瘤細(xì)胞離開原發(fā)腫瘤向周圍組織進(jìn)攻，其標(biāo)志是腫瘤細(xì)胞突破基底膜。腫瘤轉(zhuǎn)移是指惡性腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)腫瘤，通過各種方式轉(zhuǎn)移到其他組織或器官繼續(xù)生長，形成與原發(fā)腫瘤相同性質(zhì)的繼發(fā)性腫瘤的過程。腫瘤侵襲是腫瘤轉(zhuǎn)移的前奏，腫瘤轉(zhuǎn)移是侵襲的繼續(xù)和結(jié)果，二者密切相關(guān)。腫瘤轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的基本特征，是臨床腫瘤患者(90％以上)死亡的最主要原因。如何防止腫瘤轉(zhuǎn)移一直是腫瘤治療的最大難關(guān)。目前采用的大多數(shù)抗腫瘤藥物主要是抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和

2、殺傷腫瘤細(xì)胞，這對(duì)增殖期的腫瘤細(xì)胞特別有效，而對(duì)許多處于休眠或蟄伏期的腫瘤細(xì)胞無效；另外，腫瘤轉(zhuǎn)移細(xì)胞增殖率較低，對(duì)常規(guī)的腫瘤化學(xué)療法也不敏感。因此，研制針對(duì)轉(zhuǎn)移過程和微小轉(zhuǎn)移灶的抗腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移藥物，是提高惡性腫瘤治愈率、降低治療后復(fù)發(fā)率和死亡率、延長患者生命、提高患者的生活質(zhì)量的一個(gè)最主要的途徑。
　　 Brartemicin是日本科學(xué)家從放線菌Nonomuraea代謝產(chǎn)物中分離得到的抗腫瘤侵襲海藻糖衍生物，其結(jié)構(gòu)為6，6’

3、-雙-2，4-二羥基-6-甲基苯甲?；?α，α-D-海藻糖。Brartemicin具有強(qiáng)的抗結(jié)腸癌26-L5細(xì)胞侵襲活性，IC50為0.39μM，對(duì)正常細(xì)胞沒有毒性。為尋找高效低毒的抗腫瘤侵襲海藻糖衍生物和進(jìn)行相關(guān)的構(gòu)效關(guān)系研究，本研究以Brartemicin為先導(dǎo)化合物設(shè)計(jì)、合成了兩個(gè)系列的Brartemicin衍生物，并進(jìn)行了初步活性測(cè)試。發(fā)現(xiàn)了3個(gè)優(yōu)于先導(dǎo)化合物的新化學(xué)實(shí)體，其中6，6’-雙(2，3-二甲氧基苯甲?；?-α，α-D

4、-海藻糖的抗腫瘤侵襲活性是Brartemicin的2.6倍，這為我們進(jìn)一步尋找高效低毒的藥物候選分子提供了有力的基礎(chǔ)。
　　 本論文工作共合成了75個(gè)化合物，其中新化合物68個(gè)，目標(biāo)化合物34個(gè)，所有新化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR、13C-NMR、MS等確證。
　　 本論文研究工作共分為以下五部分：
　　 第一部分：文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)述了腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的定義、生物學(xué)過程、作用靶點(diǎn)；重點(diǎn)綜述了具有抗腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移活性的藥物結(jié)

5、構(gòu)、生物活性、作用機(jī)制等。
　　 第二部分：設(shè)計(jì)思想與目標(biāo)化合物鑒于Brartemicin的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定以6，6’-雙-2，4-二羥基-6-甲基苯甲?；?α,α-D-海藻糖的6位及6’位為主要的結(jié)構(gòu)修飾位點(diǎn)：(1)基于分子設(shè)計(jì)的相似性原則，首先在海藻糖的6，6’的伯羥基上引入酰基，設(shè)計(jì)合成了海藻糖酯衍生物系列，考察不同取代基的電性、疏水性、立體性、氫鍵受體和供體等綜合因素對(duì)生物活性的影響；(2)考慮到酰胺基團(tuán)在藥物設(shè)計(jì)中被廣泛

6、運(yùn)用，體內(nèi)代謝比酯類化合物更穩(wěn)定，基于生物電子等排體等藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾原理，進(jìn)一步將海藻糖的6，6’的伯羥基轉(zhuǎn)化為氨基，設(shè)計(jì)合成海藻糖酰胺衍生物。利用引入類藥分子片段及優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)組合的方法，構(gòu)建取代基多樣性、官能團(tuán)和藥效團(tuán)多樣性的海藻糖衍生物，希望通過系統(tǒng)構(gòu)效關(guān)系研究，全面考察不同的取代基、藥效團(tuán)對(duì)抗腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移能力的影響，并進(jìn)一步指導(dǎo)結(jié)構(gòu)多樣性的海藻糖脲衍生物系列的設(shè)計(jì)，尋找高效低毒、具有應(yīng)用前景的抗腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移海藻糖衍生物。

7、>　　 第三部分：合成路線設(shè)計(jì)與討論對(duì)要合成的海藻糖酯類、海藻糖酰胺類兩個(gè)系列的化合物，設(shè)計(jì)了三條的合成路線，并對(duì)關(guān)鍵中間體2，2’，3，3’，4，4’-六芐基-α，α-D-海藻糖、6，6’-二氨基-2，2’，3，3’，4，4’-六(苯甲酰基)-α，α-D-海藻糖二鹽酸鹽的合成方法進(jìn)行了改進(jìn)。同時(shí)，對(duì)合成中出現(xiàn)的?；w移和位阻的影響進(jìn)行了探討。
　　 第四部分：化學(xué)合成共合成化合物75個(gè)，其中新化合物68個(gè)（包括中間體），目標(biāo)

8、產(chǎn)物34個(gè)，化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR、13C-NMR、MS、旋光度等確證。
　　 第五部分：生物活性研究用重組基底膜侵襲實(shí)驗(yàn)法對(duì)所合成的目標(biāo)化合物進(jìn)行了對(duì)結(jié)腸癌26-L5細(xì)胞的初步抗腫瘤侵襲活性測(cè)試。在海藻糖酯系列中，化合物JYL-017、JYL-041具有強(qiáng)的抗腫瘤細(xì)胞侵襲活性，其中JYL-017的活性是天然產(chǎn)物Brartemicin的2.6倍，而JYL-041的活性略高于Brartemicin;化合物JYL-016、JYL

9、-020、JYL-023、JYL-024的活性較強(qiáng)，IC50分別為1.64，1.72，1.60，1.64μM;化合物JYL-022、JYL-037的活性較弱，IC50＞1.71μM。在海藻糖酰胺系列中，2-羥基、2-甲氧基取代苯甲酰胺衍生物具有強(qiáng)的抗腫瘤細(xì)胞侵襲活性，其中JYL-068的活性略高于天然產(chǎn)物Brartemicin，IC50為0.33μM;JYL-062活性次之，IC50為0.82μM;2，3-二甲氧基衍生物JYL-064和

10、2，6-二氟取代苯甲酰胺衍生物JYL-065的活性較弱，IC50＞1.61μM。所有的化合物即使在16μM濃度下也均不顯示細(xì)胞毒性。
　　 初步抗腫瘤侵襲機(jī)理研究證明，所有活性海藻糖衍生物對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶沒有抑制作用，也對(duì)腫瘤細(xì)胞得遷移能力沒有影響。
　　 第六部分：總結(jié)與展望共設(shè)計(jì)、合成了海藻糖酯類、海藻糖酰胺兩個(gè)系列34個(gè)新目標(biāo)化合物。通過重組基底膜侵襲實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了3個(gè)比天然先導(dǎo)化合物Brartemicin活性更高的