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(jì)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(jī)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(hù)，神經(jīng)保護(hù)，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(qiáng)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(shí)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(jìn)行進(jìn)一步的研究，課題組導(dǎo)師孫遜教授于博士期間對(duì)isopaucifloral F(4)等天然二苯乙烯二聚體進(jìn)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(kāi)展了以下四個(gè)方面的研究工作。
　　一、全新設(shè)計(jì)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(wèn)題，創(chuàng)新性地通過(guò)Ramberg-Backlund重排構(gòu)建了目標(biāo)化合物的骨架。同時(shí)改進(jìn)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(duì)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(jìn)一步進(jìn)行了低氧大鼠頦舌肌細(xì)胞的雌激素受體表達(dá)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些天然產(chǎn)物對(duì)ERα和ERβ都具有較好的親和性，尤其對(duì)ERα選擇性較高，且成劑量依賴性;構(gòu)效關(guān)系進(jìn)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(qiáng)弱，進(jìn)而增強(qiáng)其雌

5、激素樣作用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)藥物輔助設(shè)計(jì)，全新設(shè)計(jì)并合成了四類共57個(gè)優(yōu)勢(shì)骨架衍生物，其中茚酮類12個(gè)，茚烯類31個(gè)，茚二聚體類7個(gè)以及硫取代茚類7個(gè)。并挑選其中17個(gè)多羥基衍生物進(jìn)行了以pGADT7和pGBKT7為載體的酵母雙雜交ER競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示茚酮、茚烯、茚二聚體三類衍生物均對(duì)ERβ都有較弱的激動(dòng)活性，并且羥基被推電子基團(tuán)取代會(huì)使ERβ親和力上升，與藥物設(shè)計(jì)結(jié)果相吻合?；诖萍に厥荏w親和實(shí)驗(yàn)和構(gòu)效關(guān)系結(jié)果，進(jìn)一步選

6、取了對(duì)ERα和ERβ均較強(qiáng)的茚酮類天然產(chǎn)物isopaucifloral F(4)進(jìn)行去卵巢大鼠體內(nèi)抗骨質(zhì)疏松實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明長(zhǎng)時(shí)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(shí)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?jī)H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(xiàn)報(bào)道，本課題針對(duì)四類優(yōu)勢(shì)骨架的化合物進(jìn)一步拓展了神經(jīng)保護(hù)和抗炎等雌激素相關(guān)活性以及構(gòu)效關(guān)系和作用機(jī)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(hù)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(hù)的前體活性較差;挑選了細(xì)胞活性較好的茚烯類先導(dǎo)化合物25進(jìn)行了進(jìn)一步神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制研究。發(fā)現(xiàn)該化合物能減輕百草枯誘導(dǎo)的細(xì)胞核形態(tài)變化，顯著降低百草枯誘導(dǎo)

8、的SH-SY5Y細(xì)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(dá)。此外，該化合物還劑量依賴性地減少Bax蛋白水平，并通過(guò)增加Bcl-2蛋白表達(dá)來(lái)增加細(xì)胞存活的機(jī)會(huì)。(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(hù)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(jìn)行了進(jìn)一步的抗炎作用信號(hào)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(xì)胞中iNOS和IL-1β的表達(dá)，同時(shí)這種抑制作用是通過(guò)p38 MAPK和JNK1/2磷酸化通路進(jìn)行的，且該化合物也被證明是通過(guò)抑制NF-κB的表達(dá)來(lái)影響MAPK磷酸化信號(hào)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(xiàn)，選取酵母雙雜交ER競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合性實(shí)驗(yàn)中對(duì)ERβ親和力較強(qiáng)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(diǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)出9個(gè)與ERβ的拮抗性結(jié)合增強(qiáng)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(duì)這些衍生物進(jìn)行體外Hela細(xì)胞增殖影響的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果印證了計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的推測(cè):甲氧基取代的含胺烷基側(cè)鏈茚酮衍生物具有與陽(yáng)性對(duì)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(qiáng);甲基保護(hù)脫去的多酚類化合物對(duì)Hela的增殖幾乎沒(méi)有抑制作用，而且隨著酚羥基的增多，抑制作用改為促進(jìn)增殖作用。

11、其中化合物43具有與陽(yáng)性對(duì)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(duì)新型非甾體植物性雌激素—白藜蘆醇二聚體進(jìn)行了更為深入的化學(xué)及生物學(xué)研究，涵蓋了全合成，計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)，體外活性測(cè)試（包括低氧大鼠頦舌肌細(xì)胞的雌激素受體表達(dá)實(shí)驗(yàn)，酵母雙雜交ER競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合性實(shí)驗(yàn)，Western Blot，抑制Hela細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)），體內(nèi)去卵巢大鼠抗骨質(zhì)疏松實(shí)驗(yàn)，以及相關(guān)作用