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恶性肿瘤对人类的健康和生存带来了严重的威胁,目前,每年全世界因恶性肿瘤死亡的人数大约有600多万,并且死亡人数呈现出逐年递增的趋势。靶分子治疗药物的特点是副作用小、疗效好,开发具有靶向治疗作用的抗肿瘤药是相关领域的研究热点。哺乳动物谷胱甘肽转移酶家族中有七个亚型,其中谷胱甘肽转移酶π(glutathione S-transferases π,GST7π)是表达量最高。高表达的GSTπ在卵巢癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、肝癌、结肠癌和淋巴瘤等人类肿瘤细胞和癌症前期的组织中都有发现。一方面,作为Ⅱ相代谢酶,高表达的GSTπ可加速肿瘤细胞中抗肿瘤药物外排,从而诱导肿瘤细胞耐药性的产生;另一方面,高表达的GSTπ可以通过与细胞凋亡通路中的相关因子和重要激酶相互作用抑制其激活,阻断肿瘤细胞的凋亡。因此,GSTπ可以作为一个靶点进行抗肿瘤药物研究。依他尼酸(Ethacrynic acid,EA)在临床上被长期用作利尿药,也是第一个用作GSTs抑制剂进行研究的药物,EA一方面能通过和CSTs的底物结合位点结合对亚型α,μ,π直接进行抑制;另一方面与GSH的结合来抑制GSTs,机理是EA的α,β-不饱和酮部分与GSH结构上的巯基进行Michael加成,耗竭GSH。另外,EA与化疗药物共用抑制药物外排,增加肿瘤细胞中药物浓度,联合发挥抗肿瘤作用,高浓度的EA也可以诱导细胞凋亡、直接抑制肿瘤细胞生长。人们为了克服EA的利尿副作用和缺乏对GST 同工酶专属性,对其结构进行优化得到的衍生物相继出现。以EA为先导化合物,谷胱甘肽转移酶为靶点,我们课题组合成了羧酸类、酯类、噁唑类及含1,2,4-噁二唑类的EA衍生物,其中6r、6s、6u是从中筛选出来的有苗头的1,2,4-噁二唑类化合物,在体外和体内都展现了良好的抑瘤活性。我们又对三者的作用机制进行了研究,其中6r能诱导SW620细胞发生凋亡,并干扰细胞增殖周期,使其阻滞在S期,从而发挥抑制肿瘤细胞增殖的作用;6s、6u诱导HL-60细胞凋亡的主要途径是通过含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-9(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase-9)介导的内源性凋亡途径的活化,也能够抑制细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulatedprotein kinases,ERK)信号通路进而影响蛋白质的翻译。我们又进行了初步的药物代谢动力学研究,具有良好的成药性,因此很有必要确定一条高收率6r、6s、6u的环保制备路线。我们在现有路线的基础上,经过优化克服了原有路线操作不便、产率低、使用了不良溶剂等弊端。本方法以2,3-二氯苯酚为原料,经过酚羟基的保护,傅克酰基化、脱酚羟基保护基,亲核取代、酯水解,羟醛缩合、脱水,成环得到6r、6s、6u。整个反应路线不使用一类试剂,反应条件温和、稳定可控,后处理简单,整条路线不需要柱层析纯化中间体或终产物,易于进行工业化生产,收率和纯度都较高,6r、6s、6u的综合收率分别约为45.2%、50.8%、56.7%,HPLC 纯度分别为 99.1%、99.2%、99.3%。基于课题组已完成的工作,我们以6s、6u为先导,保留母环1,2,4-噁二唑环及噁二唑环3位上的取代苯环结构,去掉了 α,β3不饱和酮结构中的亚甲基结构,在羰基的β位接入含有不同取代基的苯酚,设计合成出20个1,2,4-噁二唑类W系列化合物;保留6s、6u结构中的α,ββ不饱和酮结构片段,将1,2,4-噁二唑环及噁二唑环3位上的取代苯环替换为以酰胺键通过哌嗪环与含有不同嘧啶拼合环相连接的结构,既EA与不同中间体中的哌嗪环通过形成酰胺键得到4个Y系列酰胺类化合物。我们测定了化合物W1-W11及化合物6s、6u和已上市的套细胞淋巴瘤(MCL)治疗药物依鲁替尼(IBN)对 MCL 细胞株 Mino、Rec-1、Jeko-1、Maver-1、Z138的抑制活性,除化合物W4、W6、W11外W系列其他已测化合物对Rec-1细胞比其他MCL细胞株敏感,不过相对于IBN、6s、6u较差;化合物W10是活性较好的一个,对 Mino、Rec-1、Jeko-1、Maver-1、Z138 的 IC50 分别为 53、42.81、26.39、15.23、14.03μM,但相对于IBN、6s、6u差。总体来说,此系列化合物对MCL细胞株活性不理想,从结构上看IBN、6s、6u都具有α,β不饱和酮结构片段,可能此结构片段是化合物抑制MCL细胞株活性的关键片段。我们又测定了化合物W1-W20和6s、6u对前列腺癌细胞(PC-3)的生长抑制活性,6s、6u 对 PC-3 的 IC50 分别为 2.82μM、3.09μM,化合物 W6、W7、W8、W9、W11、W12、W19、W20 对 PC-3 的生长抑制活性的 IC50 分别为 31.84、28.94、17.45、16.40、20.31、26.36、22.59、21.9μM,相对于先导 6s、6u 还有一定差距。Y系列酰胺类化合物表现了对PC-3良好的抑制活性,Y1-Y4对PC-3的IC50分别为 0.26、0.28、0.53、0.25μM,优于先导 6s(2.82μM)、6u(3.09μM)。我们可以说明α,β-不饱和酮是对肿瘤细胞的生长抑制活性起到关键作用的结构片段,保留α,β-不饱和酮结构更换杂环是一个不错的优化策略,进一步的,我们也可以对Y系列化合物进行作用机制的研究。