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目的:从植物中发掘有价值的抗肿瘤成分已成为新药研发热点。汉防己甲素为粉防己根中主要生物碱成分,有着广泛的药理作用。课题组前期研究结果显示,对汉防己甲素5位进行化学修饰可改善其抗肿瘤活性,本文在此研究基础上继续对其进行选择性结构修饰,并考察了各衍生物体外抗肿瘤活性,以期合出生物活性更佳的新型衍生物,为构效关系研究提供更充足的数据。针对优选化合物诱导肿瘤细胞凋亡机制进行初步研究与探讨,为汉防己甲素新型衍生物的设计、研制、开发和应用提供理论指导。方法:1.本文在低温酸性条件下,在汉防己甲素的5位进行了选择性溴取代,生成了高纯度的中间体5-溴汉防己甲素,在四（三苯基膦）钯（0）催化下与不同的硼酸化合物,通过Suzuki-Miyaura交叉偶联反应得到16个新衍生物。通过测定熔点,ESI-MS、1H NMR、13C NMR对衍生物结构进行确证。2.在药物作用浓度为10μM条件下,采用MTT法对16个化合物以及汉防己甲素（作为阳性对照药物）针对Hep G2（人肝癌细胞）和A549（人非小细胞肺癌细胞）进行了初步的体外抗肿瘤活性筛选,并将该条件下抑制率高于50%的化合物进行复筛计算IC50值,优选出活性较好的目标化合物,测定该优选化合物对A549细胞存活率的影响。3.通过流式细胞术分析化合物12对A549细胞凋亡率以及周期的影响;JC-1染色法测定了线粒体跨膜电位的改变;Western blot检测了凋亡相关蛋白caspase-3和底物PARP的剪切情况,以及Bax、Bcl-2的变化。结果:1.通过结构鉴定,相关谱图解析,本文中所合成的16个化合物与目标化合物结构相符,且未见文献报道。2.MTT体外抗肿瘤作用测定结果显示:对于HepG2细胞,初筛结果显示化合物5、7、8、10、11、12的抑制率大于50%,其中5、8、12抑制率高于母体药物,复筛结果显示化合物8、12的活性要优于汉防己甲素;对于A549细胞,初筛结果显示除化合物10、13、16外其余化合物的抑制率均高于50%,且复筛结果显示化合物IC50均小于汉防己甲素,化合物12对HepG2和A549细胞的抗增殖活性最佳,IC50值分别为4.58±0.51μM、3.04±0.82μM。3.对A549细胞存活率的影响:优选化合物12对A549细胞的增殖抑制呈一定的时间浓度效应关系。4.细胞凋亡测试结果表明:化合物12可浓度依赖性地促进A549细胞的凋亡,造成细胞周期S期阻滞,线粒体膜电位显著降低。Western blot结果显示:化合物12处理A549细胞72 h后可增强Bax蛋白的表达,抑制Bcl-2蛋白的表达,细胞中活化的caspase-3较对照组明显增加,底物PARP剪切产物（89 KD）也明显增加。结论:本文通过条件筛选,得到16个汉防己甲素的新型衍生物,且均未见文献报道。活性筛选结果显示化合物对A549选择性更高,而对Hep G2活性普遍较低,化合物12对A549和Hep G2细胞均有较高的抑制活性。构效关系分析:新增基团中加入甲氧基可提高其抗肿瘤活性;引入吡啶类基团时,母体结构连在N原子对位时比连在N原子邻位抗肿瘤活性高。初步抗肿瘤机制研究表明,汉防己甲素衍生物可能通过细胞周期阻滞,改变凋亡相关蛋白比例,影响线粒体的功能等促使癌细胞凋亡。本文为该系列衍生物的合成和体外抗肿瘤活性提供了一条有效的研究方法。