新型二氫卟吩類光敏劑的設計、合成和PDT抗癌活性研究.pdf

1、腫瘤一直都是嚴重危害人類身體健康的重大疾病，手術、化療和放療三大傳統(tǒng)腫瘤治療方法在一定程度上都存在難以接受的患者或者具有嚴重的副作用，致使患者很難具有一個良好的預后恢復和日常生活質量。光動力療法(photodynamic therapy，PDT)是在上世紀八十年代逐漸發(fā)展起來的腫瘤靶向治療新技術，它對于人體正常組織和器官是一種非侵害性的治療方法。光照、組織中的氧和光敏劑是PDT的三大要素，其中，光敏劑是核心因素。國內外對于PDT研究主要

2、是針對光敏劑的結構改造。光敏劑的研發(fā)歷經以卟吩姆鈉為代表的第一代卟啉類光敏劑到以維替泊芬、他拉泊芬和替莫泊芬為代表的第二代二氫卟吩類光敏劑，目前研究熱點聚焦于希望設計合成獲得紅光區(qū)治療波長紅移、光敏活性更強、暗毒性更小和體內藥代動力學性質更佳的新一代二氫卟吩類光敏劑以及利用其具有的獨特熒光特性拓展其作為腫瘤早期診治多功能影像分子探針研究。
　　據此，在國家自然科學基金(81172950)、上海市科委基金(14430723201、1

3、2DZ1940606、14430723201、12ZR1439900)和上海市衛(wèi)生局基金(20124195)資助下，本論文開展了下面兩部分的研究工作:一是以蠶沙葉綠素a經酸降解得到的焦脫鎂葉綠酸-a為先導化合物，通過對其3位乙烯基醚化及17位丙羧基偶聯氨基酸以期設計合成并篩選得到高效、低毒、ADMET性質良好的新型二氫卟吩類光敏劑;二是焦脫鎂葉綠酸-a與磁性納米Fe3O4偶聯獲得靶向性更好的磁性納米光敏劑作為腫瘤早期靶向診治的分子探針研

4、究。
　　一、新型二氫卟吩類光敏劑的設計、合成及PDT抗癌活性研究
　　焦脫鎂葉綠酸-a作為二氫卟吩類光敏劑，其醚類衍生物HPPH（光克洛）作為已經進入臨床研究的藥物，提示了將焦脫鎂葉綠酸-a進行醚化有很好的前景。據此，我們首先設計合成了5個焦脫鎂葉綠酸-a醚類衍生物6a-6e;其次，基于氨基酸作為一種前藥設計策略，在引入氨基酸后，藥物分子的水溶性及其ADMET性質往往能夠得到很大的改善如2004年上市的光敏抗癌新藥二氫卟吩

5、e6單天門冬氨酸（商品名:他拉泊芬）就是一個成功案例，我們進一步將焦脫鎂葉綠酸-a醚類衍生物分別偶聯天門冬氨酸、谷氨酸和賴氨酸，設計合成得到了15個焦脫鎂葉綠酸-a醚類氨基酸衍生物8a-8o;最后，用MTT法初步測定了其中19個目標產物對人腸癌細胞(HCT-116)、人胃癌細胞(MKN45)和人乳腺癌細胞(MDA-MB-231)的體外PDT抗癌活性。結果顯示，在光照劑量為10J/cm2條件下，所有目標產物對3個瘤種均具有優(yōu)良的PDT抗癌

6、活性，且其活性均顯著優(yōu)于阿霉素。初步構效關系表明:
　　(1)目標產物的PDT抗癌活性隨醚鏈增長增強，并以6-8個碳原子為最佳，當醚鏈長度繼續(xù)增加，活性將會有所降低。這可能是由于醚鏈長度決定了光敏分子的親脂性，這提示適宜的親脂性為活性必需;
　　(2)焦脫鎂葉綠酸-a醚類衍生物(6a-6d)的體外PDT抗癌活性和暗毒性均高于醚類氨基酸衍生物（8a-8o），這提示是否醚類化合物偶聯氨基酸后衍生為其前藥，從而使得活性和毒性同時降

7、低，有待下一步從體內藥效、藥代和分子作用機制等方面深入研究闡明;
　　(3)在焦脫鎂葉綠酸-a醚類目標產物(6a-6d)中，以焦脫鎂葉綠酸-a正己基醚(6d)的活性最佳;
　　(4)在焦脫鎂葉綠酸-a醚類氨基酸目標產物(8a-8o)中，以焦脫鎂葉綠酸-a正己基醚或正辛基醚的氨基酸衍生物(8d、8e、8i、8j、8n)的活性為佳，其中，尤以8d和8j的活性為最佳，值得深入研究。
　　二、磁性納米光敏劑的設計、制備及腫瘤靶

8、向診治研究
　　隨著材料學的快速發(fā)展，多學科之間也正在發(fā)生著更深層次的交流，一些納米材料被廣泛地在藥劑學科中所使用，借此可實現腫瘤的靶向診斷和治療?；诖判约{米粒如超微順磁性氧化鐵(USPIO)具有良好的生物學相容性和腫瘤靶向聚集效應，我們采用焦脫鎂葉綠酸-a與經過氨基修飾的USPIO偶聯成功制得磁性納米光敏劑，初步測定了其弛豫率及體外對人腸癌細胞(HCT-116)的熒光成像、核磁共振(MR)成像和PDT抗癌活性。初步結果顯示:<

9、br>　　(1)該磁性納米光敏劑具有優(yōu)良的磁穩(wěn)定性;可快速進入HCT-116細胞，3h即獲得最大熒光，提示其具有良好的腫瘤熒光成像診斷應用前景;
　　(2)該磁性納米光敏劑對HCT-116細胞的核磁共振T2信號明顯低于陰性對照組（未加磁性光敏劑），提示其可用于腫瘤核磁共振影像診斷;
　　(3)在光劑量為0.9-9 J/cm2條件下，該磁性納米光敏劑對HCT-116細胞顯示了良好的PDT殺傷效果，提示其除了可用于腫瘤熒光成像和