作用于人類(lèi)端粒DNA的菲羅啉和4,5-二氮芴衍生物的設(shè)計(jì)、合成及其抑制非小細(xì)胞肺癌活性的研究.pdf

1、本論文利用活性分子結(jié)構(gòu)拼合原理和生物電子等排原理，將菲羅啉/4，5-氮芴、吡唑、羅丹寧以及噁二唑結(jié)構(gòu)分別的拼接到一起，共設(shè)計(jì)、合成40個(gè)新的目標(biāo)化合物，評(píng)價(jià)了它們的抗腫瘤活性以及初步探索了作用機(jī)制。在細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)CCK-8實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)技術(shù)(Wound Healing)評(píng)價(jià)了所有化合物對(duì)A549細(xì)胞的毒性及遷移和浸潤(rùn)能力的影響;在細(xì)胞外，通過(guò)運(yùn)用Discovery Studio4.0計(jì)算機(jī)分子模擬平臺(tái)LibDock、凝膠電泳遷移實(shí)驗(yàn)

2、(EMSA)和紫外熔融實(shí)驗(yàn)（Tm值測(cè)定與分析）技術(shù)，試圖探求化合物介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的作用機(jī)制，初步考察了目標(biāo)化合物對(duì)人類(lèi)端粒DNA G-四鏈體的相互作用。所有化合物經(jīng)1H-NMR和MS分析方法確證其結(jié)構(gòu)，部分化合物也獲得13C-NMR的表征。本研究希望獲得療效高、毒副作用小的抗非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的靶向篩選小分子化合物，并初步了解作用機(jī)制。
　　本論文研究工作分為兩個(gè)部分:
　　第一部分:設(shè)計(jì)、合成了21個(gè)含有1，3

3、-二取代吡唑結(jié)構(gòu)的1H-咪唑[4,5-f][1，10]菲羅啉衍生物，評(píng)價(jià)了化合物對(duì)A549細(xì)胞的體外毒性及遷移、浸潤(rùn)作用的影響。所有化合物展現(xiàn)不同程度的抗腫瘤活性，特別是化合物12a-d顯示出較強(qiáng)的抗腫瘤活性，其IC50值達(dá)到1.48-2.75μM，活性強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照藥cisplatin(IC50=12.08μM)。其中，化合物12c作用效果最好:作用于A549細(xì)胞是正常細(xì)胞MRC-5的2.58倍(SI=2.58)，強(qiáng)于cisplatin

4、的選擇性(SI=1.78)。劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在低濃度下，化合物12a-d對(duì)A549細(xì)胞的遷移能力具有顯著的抑制作用，并且具有一定的藥物濃度依賴(lài)性。新的目標(biāo)化合物具有延展的芳香性平面，在大小和形狀上與G-四鏈體的四分體相似，因此可能具有很好的以π-π結(jié)合模式堆積在G-四鏈體端部的四分體上，穩(wěn)定G-四鏈體結(jié)構(gòu)的能力?；谶@樣的分析，在細(xì)胞外分子水平上通過(guò)運(yùn)用EMSA和Tm測(cè)定分析實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)化合物導(dǎo)致抑制腫瘤細(xì)胞活性的機(jī)制探索結(jié)果表明:相

5、對(duì)于不加化合物的對(duì)照組，化合物12a-d的△Tm值隨著化合物濃度的升高而增加，顯示了對(duì)端粒G-四鏈體有很強(qiáng)的穩(wěn)定作用。
　　第二部分:設(shè)計(jì)、合成了19個(gè)4，5-二氮芴結(jié)構(gòu)為主要骨架的衍生物，其中，15個(gè)含有1，3-二取代吡唑環(huán)修飾的，4個(gè)含有羅丹寧或羅丹寧與1，3，4-噁二唑結(jié)構(gòu)組合修飾的。對(duì)所有的目標(biāo)化合物進(jìn)行了體外細(xì)胞毒性和細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示:部分化合物展現(xiàn)出顯著的抗腫瘤活性，特別是化合物19a-c顯示出較強(qiáng)的抗腫瘤活

6、性，其IC50值達(dá)到1.49-4.15μM，活性強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照藥cisplatin(IC50=11.90μM);其中，化合物19c表現(xiàn)最強(qiáng)，作用于A549細(xì)胞是正常細(xì)胞MRC-5的4.63倍(SI=4.63)，且強(qiáng)于對(duì)照藥cisplatin的選擇性(SI=1.79)。細(xì)胞遷移和浸潤(rùn)結(jié)果表明:在低濃度下，化合物19a-c對(duì)A549細(xì)胞的遷移能力具有顯著的抑制作用，并且具有一定的藥物濃度依賴(lài)性。進(jìn)一步的分子作用機(jī)制的探索結(jié)果指出:化合物19a

7、-c以π-π結(jié)合模式鑲嵌在G-四鏈體四分體堿基之間，穩(wěn)定G-四鏈體結(jié)構(gòu);△Tm值隨著化合物濃度的升高而增加，其中，化合物19c的△Tm值最大達(dá)24.34℃，說(shuō)明化合物19a-c對(duì)端粒G-四鏈體呈現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定作用。
　　總之，設(shè)計(jì)、合成了兩種以1H-咪唑[4，5-f][1，10]菲羅啉和4，5-二氮芴為骨架結(jié)構(gòu)的衍生物，評(píng)價(jià)了它們的抗腫瘤活性，以及初步探索了它們的作用機(jī)制。部分化合物(12a-d，19a-c)呈現(xiàn)出很好的A549細(xì)

8、胞生長(zhǎng)抑制活性，而且都能在低濃度下顯著地抑制A549細(xì)胞的遷移，其中，19c和12c在各自系列表現(xiàn)是最好的。19c對(duì)A549細(xì)胞的選擇性(SI=4.63)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于12c(SI=2.58)以及陽(yáng)性對(duì)照藥cisplatin(SI=1.78);且分子對(duì)接試驗(yàn)及紫外熔融實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:化合物19c比12c更能穩(wěn)定端粒DNA G-四鏈體，因此，化合物19c更具有潛力作為非小細(xì)胞肺癌抑制劑的候選化合物被進(jìn)一步的研究、開(kāi)發(fā)。但比較有趣的是EMSA實(shí)驗(yàn)結(jié)