對聯三苯類拓撲異構酶抑制劑的合成及抗腫瘤活性研究.pdf

1、目前惡性腫瘤是威脅人類生命的主要重大疾病之一，攻克惡性腫瘤已經為全世界醫(yī)藥衛(wèi)生工作者急需解決的一大問題。從活性天然產物中尋找抗腫瘤藥物和先導化合物是目前國際上發(fā)現新型的抗腫瘤藥物的主要途徑之一。植物、動物、海洋生物和微生物中的活性天然成分有的具有一定抗腫瘤作用，而且許多已經應用于臨床。由于生長環(huán)境的特殊，微生物、海洋生物產生的次級代謝產物的結構也很特殊，這些化合物具有結構復雜性和活性多樣性的特點。本研究從植物內生菌、海洋生物共附生菌獲得

2、了結構豐富、類型多樣的天然產物，其中部分化合物的活性測試結果表現出較強的抗腫瘤活性，包括安莎霉素、16元大環(huán)內酯和聯三苯類化合物。主要研究內容包括：
　?、艔暮Ｑ笳婢鶤F119的菌株中分離得到了對多種腫瘤細胞的增殖均有較強的抑制作用的8個聯苯類化合物。為了尋找結構更簡單、抗腫瘤活性更強的化合物，本研究從它們的結構出發(fā)采用有機合成的方法合成了一系列新的對聯三苯衍生物H1-H8并研究了它們的抗腫瘤活性。抗腫瘤活性結果表明:細胞毒活性最

3、強的是化合物H2，其對MDA-MB-435腫瘤細胞的IC50為0.39μmol/L，其作用與抑制DNA拓撲異構酶(TOP)活性有關。通過觀察H2淀粉混懸液對S180肉瘤實體小鼠的抑瘤作用實驗表明該化合物與陰性對照組沒有區(qū)別，不表現抗腫瘤活性?？赡茉驗?一、化合物H2水溶性差，生物利用度低，沒有被吸收利用;二、化合物H2有一定的毒性，給藥劑量大的給藥組小鼠死亡率高。所以化合物結構需要進一步優(yōu)化。
　?、芓OP在細胞生命周期中起著重

4、要的作用，參與了DNA復制、轉錄、重組和修復等不同生理過程，其主要功能是調節(jié)、催化DNA的斷裂和重連接。通過抑制DNA拓撲異構酶的作用活性可以降低腫瘤細胞的過快增殖，從而在不同程度上殺死腫瘤細胞?；衔颒2和H6對TOP具有較強的抑制作用，但化合物H6活性較H2低，而就結構而言兩者區(qū)別僅僅是中間B環(huán)上酚羥基的取代不同。為了找尋活性更強的TOP抑制劑，我們以化合物H2的結構為模板進行優(yōu)化得到不同的衍生物Y1-Y16、Q1-Q21、S1-S

5、10、T1-T7和W1-W5?？鼓[瘤活性結果表明化合物T2、T4、T5和W2的活性較高，另外化合物T1、T7也表現較好的活性。從這些化合物的結構不難看出聯三苯中A環(huán)的鄰二酚羥基是化合物活性強弱的關鍵因素;羧基使化合物的活性降低;硝基的取代對化合物活性的影響并不大;氨基取代產生了不同的活性影響，取代在C環(huán)上對化合物的活性影響不大，而取代在A環(huán)上則對活性產生較大影響:化合物Y1和Y2的氨基取代在C4位表現較好活性，而化合物W3和W4的氨基取

6、代在C3位則活性較低。
　?、荰OPⅡ的結構為同源二聚體，有α和β兩種亞型。TOPⅡα在快速增殖的細胞中增加的倍數比在靜止的細胞中高很多，而TOPⅡβ在正常的細胞周期中的濃度保持基本恒定，沒有明顯的細胞周期特異性，這正是TOPⅡα抑制劑對腫瘤有特殊療效的細胞生物學基礎。TOPⅡα的抑制劑可分為TOPⅡα催化抑制劑和TOPⅡα毒劑兩種。TOPⅡα毒劑的作用是通過捕獲TOPⅡα中介的DNA斷裂復合物，使DNA雙鏈斷裂產生大量的累積，抑

7、制DNA的再連接進而引發(fā)細胞死亡。TOPⅡα催化抑制劑作用的機制不是通過穩(wěn)定TOPⅡα-DNA復合物來完成的，所以此過程一般不產生DNA的損傷，不至于產生繼發(fā)性的腫瘤。目前臨床上使用的TOPⅡα靶向藥物很多屬于TOPⅡα毒劑，有一定的副作用。因此，尋找高效和低毒的TOPⅡα催化抑制劑是現在抗腫瘤藥物研究的熱點之一。在化合物H1-H8中，H8 B環(huán)上取代的是鄰二酚羥基，H4 B環(huán)上取代只有一個酚羥基，化合物H2中間B環(huán)上沒有酚羥基取代。就

8、其細胞毒活性來說，H2雖然作用最強，但它對TOPⅡα沒有選擇性而H4和H8選擇性抑制TOPⅡα活性。這些說明選擇性抑制TOPⅡα的活性可能來源于中間B環(huán)上的酚羥基。H8對MDA-MB-435細胞的IC50為4.1μmol/L，其活性強于化合物H4。所以本研究以化合物H8為母核，用不同的取代基取代，設計并合成了17個衍生物D1-D17，同時得到5個副產物D18-D22。抗腫瘤活性結果表明衍生物中化合物D17活性最高，其結構也最接近化合物H

9、8，活性也相當。這與化合物H2衍生物的活性結果相似，這些同樣說明A環(huán)的鄰二酚羥基是活性關鍵基團。酚羥基被保護后化合物的活性明顯降低，但化合物D12和D15的結構與活性的差異使得取代位置與活性的關系有待進一步確認。含羧基的化合物D3、D4、D5、D6和D8的活性都很低，與H2含羧基衍生物的結果相似，且與羧基的取代位置關系不大。當羧基被甲酯化后，化合物D1和D2卻表現出一定的活性且與酯化羧基的取代位置有關，取代在A環(huán)3位活性明顯低于4位。另

10、外在副產物中二聯苯化合物D20表現出一定的抗腫瘤活性，而其他化合物的活性很低，其結構與活性的關系有待進一步研究。
　?、群s原子或雜環(huán)的的藥物臨床應用的非常多，代表性藥物有安定（Diazepam）、苯巴比妥(Phenobarbital)、氯丙嗪（Chlorpromazine）、、嗎啡（Morphine）、阿托品(Atropine)、利血平(Reserpine)、吲哚美辛(Indomethacin)、馬來酸氯苯那敏(Chlorphe

11、niramine Maleate)、奧美拉唑(Omeprazole)、氟尿嘧啶(Fluorouracil)、諾氟沙星(Norfloxacin)、青霉素(Benzylpenicillin)、維生素B6（Vitamin B6）等等。這些代表性的藥物為本章衍生物的合成提供參考，本研究嘗試引入雜環(huán)作為苯環(huán)的電子等排體來替代。依據化合物H2和H8衍生物活性和取代基的關系同時借鑒本課題組其他實驗中以雜環(huán)替代苯環(huán)會提高化合物的細胞毒活性的結果，本研究

12、內容合成主要考慮以含N、O、S的雜環(huán)替代化合物H8中的A環(huán)或C環(huán)，全新合成含雜環(huán)或雜原子的聯三苯類似物，總共得到16個化合物Z1-Z16。不過，化合物Z8-Z15本身活性雖然不高，但是還是有希望在脫甲基后表現出較好活性。以化合物H2為代表的聯三苯類化合物是新型的TOP抑制劑，經過結構改造得到的衍生物部分表現較強的活性。不過，這類化合物水溶性差，口服生物利用度低，所以今后還需在這些方面進行改進。以化合物H8為代表的聯三苯是新型的TOPⅡα