對聯(lián)三苯類拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑的合成及抗腫瘤活性研究.pdf

1、目前惡性腫瘤是威脅人類生命的主要重大疾病之一，攻克惡性腫瘤已經(jīng)為全世界醫(yī)藥衛(wèi)生工作者急需解決的一大問題。從活性天然產(chǎn)物中尋找抗腫瘤藥物和先導(dǎo)化合物是目前國際上發(fā)現(xiàn)新型的抗腫瘤藥物的主要途徑之一。植物、動物、海洋生物和微生物中的活性天然成分有的具有一定抗腫瘤作用，而且許多已經(jīng)應(yīng)用于臨床。由于生長環(huán)境的特殊，微生物、海洋生物產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)也很特殊，這些化合物具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和活性多樣性的特點(diǎn)。本研究從植物內(nèi)生菌、海洋生物共附生菌獲得

2、了結(jié)構(gòu)豐富、類型多樣的天然產(chǎn)物，其中部分化合物的活性測試結(jié)果表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗腫瘤活性，包括安莎霉素、16元大環(huán)內(nèi)酯和聯(lián)三苯類化合物。主要研究內(nèi)容包括：
　　⑴從海洋真菌AF119的菌株中分離得到了對多種腫瘤細(xì)胞的增殖均有較強(qiáng)的抑制作用的8個(gè)聯(lián)苯類化合物。為了尋找結(jié)構(gòu)更簡單、抗腫瘤活性更強(qiáng)的化合物，本研究從它們的結(jié)構(gòu)出發(fā)采用有機(jī)合成的方法合成了一系列新的對聯(lián)三苯衍生物H1-H8并研究了它們的抗腫瘤活性?？鼓[瘤活性結(jié)果表明:細(xì)胞毒活性最

3、強(qiáng)的是化合物H2，其對MDA-MB-435腫瘤細(xì)胞的IC50為0.39μmol/L，其作用與抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(TOP)活性有關(guān)。通過觀察H2淀粉混懸液對S180肉瘤實(shí)體小鼠的抑瘤作用實(shí)驗(yàn)表明該化合物與陰性對照組沒有區(qū)別，不表現(xiàn)抗腫瘤活性?？赡茉?yàn)?一、化合物H2水溶性差，生物利用度低，沒有被吸收利用;二、化合物H2有一定的毒性，給藥劑量大的給藥組小鼠死亡率高。所以化合物結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化。
　?、芓OP在細(xì)胞生命周期中起著重

4、要的作用，參與了DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組和修復(fù)等不同生理過程，其主要功能是調(diào)節(jié)、催化DNA的斷裂和重連接。通過抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用活性可以降低腫瘤細(xì)胞的過快增殖，從而在不同程度上殺死腫瘤細(xì)胞?；衔颒2和H6對TOP具有較強(qiáng)的抑制作用，但化合物H6活性較H2低，而就結(jié)構(gòu)而言兩者區(qū)別僅僅是中間B環(huán)上酚羥基的取代不同。為了找尋活性更強(qiáng)的TOP抑制劑，我們以化合物H2的結(jié)構(gòu)為模板進(jìn)行優(yōu)化得到不同的衍生物Y1-Y16、Q1-Q21、S1-S

5、10、T1-T7和W1-W5?？鼓[瘤活性結(jié)果表明化合物T2、T4、T5和W2的活性較高，另外化合物T1、T7也表現(xiàn)較好的活性。從這些化合物的結(jié)構(gòu)不難看出聯(lián)三苯中A環(huán)的鄰二酚羥基是化合物活性強(qiáng)弱的關(guān)鍵因素;羧基使化合物的活性降低;硝基的取代對化合物活性的影響并不大;氨基取代產(chǎn)生了不同的活性影響，取代在C環(huán)上對化合物的活性影響不大，而取代在A環(huán)上則對活性產(chǎn)生較大影響:化合物Y1和Y2的氨基取代在C4位表現(xiàn)較好活性，而化合物W3和W4的氨基取

6、代在C3位則活性較低。
　?、荰OPⅡ的結(jié)構(gòu)為同源二聚體，有α和β兩種亞型。TOPⅡα在快速增殖的細(xì)胞中增加的倍數(shù)比在靜止的細(xì)胞中高很多，而TOPⅡβ在正常的細(xì)胞周期中的濃度保持基本恒定，沒有明顯的細(xì)胞周期特異性，這正是TOPⅡα抑制劑對腫瘤有特殊療效的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)。TOPⅡα的抑制劑可分為TOPⅡα催化抑制劑和TOPⅡα毒劑兩種。TOPⅡα毒劑的作用是通過捕獲TOPⅡα中介的DNA斷裂復(fù)合物，使DNA雙鏈斷裂產(chǎn)生大量的累積，抑

7、制DNA的再連接進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞死亡。TOPⅡα催化抑制劑作用的機(jī)制不是通過穩(wěn)定TOPⅡα-DNA復(fù)合物來完成的，所以此過程一般不產(chǎn)生DNA的損傷，不至于產(chǎn)生繼發(fā)性的腫瘤。目前臨床上使用的TOPⅡα靶向藥物很多屬于TOPⅡα毒劑，有一定的副作用。因此，尋找高效和低毒的TOPⅡα催化抑制劑是現(xiàn)在抗腫瘤藥物研究的熱點(diǎn)之一。在化合物H1-H8中，H8 B環(huán)上取代的是鄰二酚羥基，H4 B環(huán)上取代只有一個(gè)酚羥基，化合物H2中間B環(huán)上沒有酚羥基取代。就

8、其細(xì)胞毒活性來說，H2雖然作用最強(qiáng)，但它對TOPⅡα沒有選擇性而H4和H8選擇性抑制TOPⅡα活性。這些說明選擇性抑制TOPⅡα的活性可能來源于中間B環(huán)上的酚羥基。H8對MDA-MB-435細(xì)胞的IC50為4.1μmol/L，其活性強(qiáng)于化合物H4。所以本研究以化合物H8為母核，用不同的取代基取代，設(shè)計(jì)并合成了17個(gè)衍生物D1-D17，同時(shí)得到5個(gè)副產(chǎn)物D18-D22?？鼓[瘤活性結(jié)果表明衍生物中化合物D17活性最高，其結(jié)構(gòu)也最接近化合物H

9、8，活性也相當(dāng)。這與化合物H2衍生物的活性結(jié)果相似，這些同樣說明A環(huán)的鄰二酚羥基是活性關(guān)鍵基團(tuán)。酚羥基被保護(hù)后化合物的活性明顯降低，但化合物D12和D15的結(jié)構(gòu)與活性的差異使得取代位置與活性的關(guān)系有待進(jìn)一步確認(rèn)。含羧基的化合物D3、D4、D5、D6和D8的活性都很低，與H2含羧基衍生物的結(jié)果相似，且與羧基的取代位置關(guān)系不大。當(dāng)羧基被甲酯化后，化合物D1和D2卻表現(xiàn)出一定的活性且與酯化羧基的取代位置有關(guān)，取代在A環(huán)3位活性明顯低于4位。另

10、外在副產(chǎn)物中二聯(lián)苯化合物D20表現(xiàn)出一定的抗腫瘤活性，而其他化合物的活性很低，其結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。
　　⑷含雜原子或雜環(huán)的的藥物臨床應(yīng)用的非常多，代表性藥物有安定（Diazepam）、苯巴比妥(Phenobarbital)、氯丙嗪（Chlorpromazine）、、嗎啡（Morphine）、阿托品(Atropine)、利血平(Reserpine)、吲哚美辛(Indomethacin)、馬來酸氯苯那敏(Chlorphe

11、niramine Maleate)、奧美拉唑(Omeprazole)、氟尿嘧啶(Fluorouracil)、諾氟沙星(Norfloxacin)、青霉素(Benzylpenicillin)、維生素B6（Vitamin B6）等等。這些代表性的藥物為本章衍生物的合成提供參考，本研究嘗試引入雜環(huán)作為苯環(huán)的電子等排體來替代。依據(jù)化合物H2和H8衍生物活性和取代基的關(guān)系同時(shí)借鑒本課題組其他實(shí)驗(yàn)中以雜環(huán)替代苯環(huán)會提高化合物的細(xì)胞毒活性的結(jié)果，本研究

12、內(nèi)容合成主要考慮以含N、O、S的雜環(huán)替代化合物H8中的A環(huán)或C環(huán)，全新合成含雜環(huán)或雜原子的聯(lián)三苯類似物，總共得到16個(gè)化合物Z1-Z16。不過，化合物Z8-Z15本身活性雖然不高，但是還是有希望在脫甲基后表現(xiàn)出較好活性。以化合物H2為代表的聯(lián)三苯類化合物是新型的TOP抑制劑，經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造得到的衍生物部分表現(xiàn)較強(qiáng)的活性。不過，這類化合物水溶性差，口服生物利用度低，所以今后還需在這些方面進(jìn)行改進(jìn)。以化合物H8為代表的聯(lián)三苯是新型的TOPⅡα