新型咪唑類氮氧自由基化合物的設計合成及其生物學活性研究.pdf

1、咪唑類氮氧自由基(Imidazole nitroxyl nitroxide radicals)是一類既含有氮氧自由基(N-O·),又含有氮氧偶極(+N-O-)的新型雙官能團結構。本論文設計合成了10個咪唑類氮氧自由基,研究了其在抗腫瘤、抗柯薩奇病毒和防輻射方面的生物學性質,并初步探討作用機制,為開發(fā)此類新藥奠定了理論基礎和提供了實驗數(shù)據(jù)。
　　1.本論文共合成了10個咪唑類氮氧自由基,其中有5個未見文獻報道的新結構,對其合成路線進

2、行了優(yōu)化,關鍵步驟進行了討論,為進一步的生物學性能研究提供實驗藥物。具體為,設計合成了以四氫吡咯為手性骨架,手性碳原子與氮氧自由基官能團直接相連的自由基L-1,D-1;設計合成了以四氫吡咯為手性單元,手性碳原子與氮氧自由基官能團之間有苯氧鍵橋連的自由基L-2,D-2;L-3,D-3;設計合成了以手性1-苯基乙胺為單元的自由基R-4,S-4;設計合成了以5-F尿嘧啶為取代基的5F-1和以苯酚為取代基的Ph-1。
　　分別用元素分析、

3、IR、HRMS、EPR光譜手段對這些藥物分子進行了結構表征,培養(yǎng)和解析了其中1個的單晶結構;CD光譜研究表明,氮氧自由基L-1/D-1、L-2/D-2、L-3/D-3和R-4/S-4為對映異構體。
　　2.對所合成的咪唑類氮氧自由基進行體內外抗腫瘤實驗研究
　　(1)通過體外MTT實驗考察了氮氧自由基對7種腫瘤細胞的抑制作用,篩選出了兩個優(yōu)勢結構咪唑氮氧自由基5F-1和Ph-1,發(fā)現(xiàn)其對乳腺癌和胃癌細胞的作用效果尤為顯著。以

4、多烯紫杉醇(DOC)為陽性對照組,研究了自由基5F-1和Ph-1對人乳腺癌細胞MDA-MB-231的作用。分別進行了流式細胞術檢測細胞周期、流式細胞分析細胞凋亡、透射電鏡觀察藥物對細胞超微結構的影響、細胞黏附實驗、細胞侵襲實驗和劃痕實驗。
　　上述實驗結果顯示,咪唑類自由基5F-1和Ph-1均對乳腺癌細胞MDA-MB-231的增長抑制效果顯著,Ph-1實驗組多數(shù)實驗效果與多烯紫杉醇相當,部分實驗效果優(yōu)于多烯紫杉醇。
　　(2

5、)對咪唑類氮氧自由基5F-1,Ph-1進行體內抗腫瘤藥效學研究。構建了人乳腺癌(MDA-MB-231)裸鼠移植瘤動物模型;考察了咪唑類自由基5F-1,Ph-1對腫瘤的抑制作用;用TUNEL法檢測細胞凋亡考察了5F-1,Ph-1對誘導細胞凋亡的影響;研究了5F-1,Ph-1對荷瘤小鼠腫瘤組織微血管密度(MVD)的影響。
　　上述實驗結果顯示,咪唑類自由基Ph-1實驗組對裸鼠腫瘤生長的抑制作用整體上強于多烯紫杉醇對照組,5F-1實驗組

6、在中劑量時(40mg/kg)的部分實驗效果與多烯紫杉醇中、低劑量組(40mg/kg,20mg/kg)無顯著性差異。與空白組相比,5F-1, Ph-1實驗組可顯著降低荷瘤鼠腫瘤組織微血管密度(MVD),對腫瘤新生血管的形成有顯著的抑制作用(P<0.05)。
　　3.通過柯薩奇B3病毒感染原代培養(yǎng)大鼠乳鼠心肌細胞的方法建立了病毒性心肌炎體內、體外實驗模型;研究了氮氧自由基L-1及L-2體外和體內抑制CVB3作用;研究了氮氧自由基L-1

7、及L-2體外清除ROS作用。
　　上述結果顯示,這兩種氮氧自由基都能夠有效清除心肌細胞內的活性氧物質,提高細胞的存活率,使感染CVB3后的小鼠的死亡率大大降低,有效減少感染小鼠心肌酶AST、LDH、CK的釋放量,調節(jié)SOD、MDA、CAT的活性,具有明顯的體內外抑制CVB3的作用,對于減輕氧自由基引起的病毒性心肌炎具有一定的治療作用。
　　4.對5個氮氧自由基(L-3/D-3、Ph-1和R-4/S-4),進行體外防輻射研究,

8、篩選出含羥基的三個優(yōu)勢結構L-3/D-3和Ph-1,其中L-3,D-3優(yōu)于Ph-1;對優(yōu)勢結構(L-3/D-3)進行整體動物體內防輻射研究。
　　上述結果顯示,與PBS對照組相比,L-3/D-3、Ph-1和R-4/S-4對大鼠神經膠質瘤C6細胞在低于60μg/mL濃度時均無明顯的毒害作用。通過對大鼠神經膠質瘤C6細胞的輻射防護作用研究證明,自由基L-3/D-3具有較好的防輻射作用。
　　整體動物實驗結果顯示,在6.5 Gyγ