天然產(chǎn)物白藜蘆醇二聚體的全合成及其衍生物的設(shè)計和活性研究.pdf

1、白藜蘆醇（3，5，4'-trihydroxy-trans-stilbene）廣泛存在于多種植物中，是植物為了抵抗紫外線、真菌、病毒感染和機械損傷等外界刺激而產(chǎn)生的一種植物抗毒素。研究發(fā)現(xiàn)，它具有多種生理作用，如:抗氧化，心血管保護，神經(jīng)保護，抗骨質(zhì)疏松以及抗腫瘤等。白藜蘆醇常以低聚體尤其是二聚體的形式存在，并且某些低聚體顯示出比白藜蘆醇單體更強的活性。本課題組胡昌奇教授經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)，以pallidol(7)為代表的白藜蘆醇二聚體具有弱

2、的雌激素樣和抗雌激素樣作用。同時由于該類化合物在自然界中含量極少，分離提取困難，不易進行進一步的研究，課題組導(dǎo)師孫遜教授于博士期間對isopaucifloral F(4)等天然二苯乙烯二聚體進行了的全合成及方法學(xué)研究。本論文基于以上前期基礎(chǔ)，開展了以下四個方面的研究工作。
　　一、全新設(shè)計出天然產(chǎn)物isopaucifloral F(4)，quadrangularinA(5)，pallidol(7)以及quadrangularin

3、A的雙鍵內(nèi)移異構(gòu)體(25)的全合成路線。其中解決了孫遜教授全合成路線中Tebbe反應(yīng)原料易烯醇化與產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，Swern氧化反應(yīng)中操作復(fù)雜和產(chǎn)率低等一系列問題，創(chuàng)新性地通過Ramberg-Backlund重排構(gòu)建了目標(biāo)化合物的骨架。同時改進了鋰萘偶聯(lián)和Wittig-Hornor反應(yīng)的操作，減少反應(yīng)步驟，提高反應(yīng)產(chǎn)率:isopaucifloral F（3步，產(chǎn)率19％），quadrangularinA（7步，產(chǎn)率5％），pallido

4、l（8步，產(chǎn)率5％）及quadrangularinA的雙鍵內(nèi)移異構(gòu)體（7步，產(chǎn)率5％）。
　　二、在全合成工作的基礎(chǔ)上，針對已合成得到的天然產(chǎn)物及具有活性骨架的中間體化合物進一步進行了低氧大鼠頦舌肌細胞的雌激素受體表達實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些天然產(chǎn)物對ERα和ERβ都具有較好的親和性，尤其對ERα選擇性較高，且成劑量依賴性;構(gòu)效關(guān)系進一步論證了苯環(huán)上的羥基取代數(shù)量，取代位置和取代方式的改變直接影響配體和雌激素受體結(jié)合的強弱，進而增強其雌

5、激素樣作用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機藥物輔助設(shè)計，全新設(shè)計并合成了四類共57個優(yōu)勢骨架衍生物，其中茚酮類12個，茚烯類31個，茚二聚體類7個以及硫取代茚類7個。并挑選其中17個多羥基衍生物進行了以pGADT7和pGBKT7為載體的酵母雙雜交ER競爭結(jié)合性實驗，結(jié)果顯示茚酮、茚烯、茚二聚體三類衍生物均對ERβ都有較弱的激動活性，并且羥基被推電子基團取代會使ERβ親和力上升，與藥物設(shè)計結(jié)果相吻合?；诖萍に厥荏w親和實驗和構(gòu)效關(guān)系結(jié)果，進一步選

6、取了對ERα和ERβ均較強的茚酮類天然產(chǎn)物isopaucifloral F(4)進行去卵巢大鼠體內(nèi)抗骨質(zhì)疏松實驗，結(jié)果表明長時間（18周）的口服isopaucifloral F(10μg/kg)可以顯著地增加骨密度、骨小梁厚度以及骨體積分?jǐn)?shù)（較假手術(shù)組骨密度恢復(fù)至88％，骨小梁厚度恢復(fù)至78％，骨體積分?jǐn)?shù)恢復(fù)至78％），同時較好地降低骨小梁分離度，改善去卵巢雌性大鼠的骨質(zhì)疏松癥狀，有效劑量僅為已上市治療骨質(zhì)疏松藥物醋酸巴多昔芬有效劑量的

7、1/30。
　　三、根據(jù)白藜蘆醇二聚體類化合物多種活性的文獻報道，本課題針對四類優(yōu)勢骨架的化合物進一步拓展了神經(jīng)保護和抗炎等雌激素相關(guān)活性以及構(gòu)效關(guān)系和作用機制的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)茚烯和茚二聚體兩類結(jié)構(gòu)具有較好的神經(jīng)保護活性，且多酚結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物及其類似物活性更好，甲基保護的前體活性較差;挑選了細胞活性較好的茚烯類先導(dǎo)化合物25進行了進一步神經(jīng)保護作用的機制研究。發(fā)現(xiàn)該化合物能減輕百草枯誘導(dǎo)的細胞核形態(tài)變化，顯著降低百草枯誘導(dǎo)

8、的SH-SY5Y細胞內(nèi)活性氧簇(ROS)水平，以劑量依賴提升超氧化物歧化酶(SOD)和GPx表達。此外，該化合物還劑量依賴性地減少Bax蛋白水平，并通過增加Bcl-2蛋白表達來增加細胞存活的機會。(2)茚酮類具有較好的抗炎活性，可以顯著抑制LPS誘導(dǎo)的NO釋放，且甲基保護的前體比相應(yīng)的天然產(chǎn)物活性更優(yōu);選取抑制NO釋放效果最好的茚酮類先導(dǎo)化合物22a進行了進一步的抗炎作用信號通路的研究，發(fā)現(xiàn)其可以劑量依賴性地降低LPS誘導(dǎo)的RAW264

9、.7細胞中iNOS和IL-1β的表達，同時這種抑制作用是通過p38 MAPK和JNK1/2磷酸化通路進行的，且該化合物也被證明是通過抑制NF-κB的表達來影響MAPK磷酸化信號通路的。
　　四、為拓展白藜蘆醇二聚體類化合物的抗腫瘤活性，根據(jù)已上市非甾體SERMs（如他莫昔芬、雷洛昔芬等）構(gòu)效關(guān)系的文獻，選取酵母雙雜交ER競爭結(jié)合性實驗中對ERβ親和力較強的茚酮類天然產(chǎn)物isopaucifloral F(4)為先導(dǎo)化合物，以雷洛昔芬

10、為參照化合物，ERβ作為靶點，結(jié)合計算機輔助軟件設(shè)計出9個與ERβ的拮抗性結(jié)合增強的含不同胺烷基邊鏈和苯環(huán)取代基的茚酮類衍生物，并對這些衍生物進行體外Hela細胞增殖影響的實驗。實驗結(jié)果印證了計算機輔助藥物設(shè)計的推測:甲氧基取代的含胺烷基側(cè)鏈茚酮衍生物具有與陽性對照相當(dāng)?shù)囊种艸ela增殖的活性，且其活性隨著甲氧基數(shù)量的減少而增強;甲基保護脫去的多酚類化合物對Hela的增殖幾乎沒有抑制作用，而且隨著酚羥基的增多，抑制作用改為促進增殖作用。

11、其中化合物43具有與陽性對照Tamoxifen相當(dāng)?shù)囊种艸ela增殖的活性（IC50=7.77μM）。
　　綜上所述，本論文在前期研究基礎(chǔ)上，對新型非甾體植物性雌激素—白藜蘆醇二聚體進行了更為深入的化學(xué)及生物學(xué)研究，涵蓋了全合成，計算機輔助藥物設(shè)計，體外活性測試（包括低氧大鼠頦舌肌細胞的雌激素受體表達實驗，酵母雙雜交ER競爭結(jié)合性實驗，Western Blot，抑制Hela細胞增殖實驗），體內(nèi)去卵巢大鼠抗骨質(zhì)疏松實驗，以及相關(guān)作用