多胺綴合物的合成及抗腫瘤活性研究.pdf

1、惡性腫瘤(tumor)是嚴(yán)重威脅人類生命的疾病，目前已經(jīng)成為引起人類死亡的第一或第二位原因?；瘜W(xué)藥物治療是腫瘤治療中發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域。近年來，已經(jīng)開發(fā)出大量的藥物用于治療腫瘤。但是，現(xiàn)有的抗腫瘤藥物普遍存在治療選擇性低、容易產(chǎn)生耐藥性的缺點(diǎn)，在治療疾病的同時(shí)往往產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用，因而使它們的臨床應(yīng)用受到限制。解決此類問題的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)和確定有效的藥物作用靶點(diǎn)，開發(fā)出具有靶點(diǎn)定向作用的抗腫瘤藥物。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展及分子生物學(xué)技術(shù)的

2、進(jìn)展，圍繞提高抗腫瘤藥物作用靶向性的研究日益活躍，其中，以多胺(polyamine)為靶向載體的抗腫瘤藥物研究是目前國際上藥物研究的熱點(diǎn)方向之一。多胺是細(xì)胞必需的生長因子，與腫瘤細(xì)胞生長密切相關(guān)，它在腫瘤細(xì)胞內(nèi)生物代謝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)可作為抗癌藥物設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)。對(duì)多胺的前期研究結(jié)果表明，腫瘤細(xì)胞膜上的多胺轉(zhuǎn)運(yùn)通道(polyamine transporter，PAT)能對(duì)多胺及其結(jié)構(gòu)類似物優(yōu)先識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞。因此，利用多胺骨架結(jié)構(gòu)的運(yùn)載

3、功能可以實(shí)現(xiàn)抗腫瘤藥效團(tuán)靶向進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)，從而提高藥物作用的選擇性。 本論文基于多胺類似物的構(gòu)效關(guān)系，選擇PAT為作用靶點(diǎn)，以AN-44為先導(dǎo)化合物，設(shè)計(jì)、合成了兩大系列具有線型骨架結(jié)構(gòu)的多胺綴合物，其中包括7個(gè)不同多胺鏈長的化合物T1-T7以及8個(gè)含有不同芳香體系的綴合物T8-T15。通過藥理活性評(píng)價(jià)考察多胺鏈的長度以及鍵接藥效團(tuán)大小對(duì)抗腫瘤活性的影響。同時(shí)，我們還對(duì)天然活性產(chǎn)物進(jìn)行多胺結(jié)構(gòu)修飾，設(shè)計(jì)、合成了兩個(gè)系列的“天然

4、活性產(chǎn)物-多胺”綴合物T16-T24和T25-T32，初步評(píng)價(jià)了它們的抗腫瘤活性以及增效抗腫瘤藥物的作用。 本文嘗試多條反應(yīng)路線用于線型多胺骨架結(jié)構(gòu)的簡便、高效合成。對(duì)于T1-T7系列目標(biāo)化合物，我們最終采用均三甲基苯磺?；?Mts)作為氨/胺基的保護(hù)基，利用經(jīng)典的Gabriel合成氨反應(yīng)策略實(shí)現(xiàn)了多胺鏈的高效合成。然而，當(dāng)嘗試用叔丁氧羰基(Boc)作為氨/胺基的保護(hù)基進(jìn)行多胺鏈的合成時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)所經(jīng)歷的Gabriel反應(yīng)進(jìn)程出

5、現(xiàn)了開環(huán)副反應(yīng)，經(jīng)“一鍋法”改進(jìn)，意外地以較高收率得到目標(biāo)物。對(duì)于T8-T15系列目標(biāo)化合物，我們采用砌塊對(duì)接策略高效地合成了4-4-2多胺骨架。并且用同樣的方法合成對(duì)照物AN-44(C1)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)收率及經(jīng)濟(jì)性均比文獻(xiàn)方法有顯著提高。對(duì)于多胺修飾天然產(chǎn)物的系列化合物T16-T24，我們結(jié)合天然物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特殊性，采用比較溫和的反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物的合成，并使天然結(jié)構(gòu)片段構(gòu)型得以保持。 本文合成各種中間體和目標(biāo)化合物共84個(gè)，

6、其中74個(gè)新化合物未見文獻(xiàn)報(bào)道，包括35個(gè)目標(biāo)化合物，化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)MS，1H/3C NMR波譜分析及元素分析等方法確證。 本文對(duì)所合成的目標(biāo)化合物進(jìn)行了初步體外抗腫瘤活性評(píng)價(jià)，主要選取L1210，CHO，HeLa，B16，K562等腫瘤細(xì)胞株，測定化合物使50％的腫瘤細(xì)胞生長受到抑制的濃度(IC50，μM)。結(jié)果表明，化合物T1-T7整體上具有中等到較強(qiáng)的腫瘤細(xì)胞生長抑制作用?；诩?xì)胞水平的藥理活性篩選發(fā)現(xiàn)，化合物T6具有顯著

7、的PAT識(shí)別作用，可以作為具有靶向抗腫瘤化合物的先導(dǎo)物進(jìn)行深入研究。化合物T8-T15對(duì)HeLa細(xì)胞表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長抑制活性，其中的化合物T11的IC50達(dá)到0.58μM，活性最強(qiáng)。化合物T16能增效長春新堿(VBL)的抗腫瘤作用，協(xié)同系數(shù)S=2.07，優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道的化合物SDB。 本文對(duì)初篩效果良好的化合物T6，進(jìn)一步從分子水平及動(dòng)物整體水平進(jìn)行了深入研究，探討其可能作用的分子靶點(diǎn)及在生物體內(nèi)的抗腫瘤活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，T6能夠較

8、強(qiáng)地抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(II型)的解旋作用，對(duì)多胺合成酶ODC也具有明顯的抑制作用，T6在一定濃度下能誘導(dǎo)B16腫瘤細(xì)胞的凋亡性死亡，這表明化合物T6具有多靶點(diǎn)的作用模式。對(duì)荷瘤小鼠的活性實(shí)驗(yàn)表明，化合物T6不但能顯著抑制小鼠體內(nèi)實(shí)體瘤的增長(在10 mg/kg/d劑量連續(xù)7天給藥后，對(duì)腫瘤的抑制率達(dá)到56.9％)，而且化合物T6按10 mg/kg/d給藥劑量下，小鼠的平均存活時(shí)間分別提高到29.75±1.8天，平均存活時(shí)間提高了約2