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研究背景:
蛇葡萄素(Ampelopsin,AMP),是从粤蛇葡萄或显齿蛇葡萄中提取的小分子黄酮类化合物。经过本实验室多年来的抗肿瘤实验研究,发现其对酪氨酸酶的活性有明显的抑制作用,进一步研究发现对生长因子VEGF和bFGF有明显的抑制作用。经过几年的一系列抗肿瘤实验,发现AMP在体外对人白血病HL-60、K562、人鼻咽癌HK-1、人乳腺癌MCF-7、肝癌Bel-7402和HepG2等肿瘤细胞株有显著的生长抑制作用;在体内对C57BL/6小鼠B16黑色素瘤和人肺癌GLC-82裸鼠移植瘤有显著的抑制生长作用。我们的前期研究显示,AMP能诱导肿瘤细胞(HL-60,K562 and Bel-7402)的凋亡。同时我们的初步研究显示,蛇葡萄素能逆转肿瘤细胞的多药耐药(Multidmg resistance,MDR)。尽管蛇葡萄素有毒性低而来源广泛,提取率高的优点,但其稳定性差,水溶性低,这给实际应用带来困难。
聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)修饰剂是pH中性、无毒、水溶性的聚合物,药物的PEG化成为近年来发展起来的一种用于改进药物体内药动学性质的新方法,PEG化应用于增加药物的稳定性、溶解性、提高生物利用度、提高受体亲和力、延长体内半衰期等。但目前的PEG修饰技术主要集中于静脉给药的多肽和蛋白类药物的研究中。由于PEG修饰技术具有的优势,其在小分子药物,尤其是在难溶性小分子结构改造中具有极大的应用潜力。对蛇葡萄素进行PEG化是对AMP结构改造、修饰的一个方法。
研究目的:
本课题拟以酯的形式PEG化合成一系列新化合物,通过过柱分离纯化,核磁共振、紫外、红外等检测方法对新化合物进行结构鉴定。以理化方法测定其溶解度和pKa值,以体外培养人白血病细胞K562为模型,通过MTT法,研究新化合物对K562细胞生长增殖的影响。其意义在于改善AMP的水溶性,油水分配系数,评价其新化合物相对AMP的活性,为开发更多的新的抗肿瘤药衍生物提供研究资料和实验基础。
方法:
1.以丁二酸酐为连接基团,用缩合剂将PEG与蛇葡萄素缩合成酯衍生物;通过过柱分离纯化,并进行核磁共振、紫外、红外等检测方法对新化合物进行结构鉴定。
2.通过理化方法测定新化合物的溶解度、pKa值。
3.常规培养人白血病K562细胞株,用MTT法检测新化合物的细胞增殖抑制率,分析是否具有时间和浓度依赖性。
结果:
1.经过柱分离纯化、结构鉴定确定合成2个全新的化合物,分别得到化合物2:3,4-二氢-3,5-二羟基-2-(3,4,5-三羟基苯)-4-氧代-2H-苯并吡喃-7-丁二酸聚乙二醇400单酯化合物3∶3,4-二氢-3,5-二羟基-2-(3,4,5-三羟基苯)-4-氧代-2H-苯并吡喃-7-丁二酸聚乙二醇1000单酯
2.AMP、化合物2、化合物3的溶解度分别为0.238,0.865,14.589 mg/ml。化合物2、化合物3相对AMP水溶性有很大的提高,化合物2溶解度是AMP的3.63倍,化合物3溶解度是AMP的61.29倍。化合物2、化合物3、AMP的pKa分别是8.17、7.63、8.39。
3.常规培养人白血病K562细胞株,1.25μmol/L、2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L、80μmol/L7个浓度水平的化合物2对K562细胞有增殖抑制作用,且呈明显的浓度和时间依赖性关系。并在24 h、48 h、72 h的半数抑制浓度(IC50)分别是(12.87±2.04)μmol/L、(8.85±1.18)μmol/L、(9.46±2.33)μmol/L,与同浓度的AMP组的48 h的IC50做比较,抑制率与AMP相当,P=0.153无统计学差异。
4.常规培养人白血病K562细胞株,1.25μmol/L、2.5μmol/L、5.0μmol/L、10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L、80μmol/L7个浓度水平的化合物3对K562细胞有增殖抑制作用,且呈明显的浓度和时间依赖性关系。并在24 h、48 h、72 h的半数抑制浓度(IC50)分别是(12.26±2.02)、(9.14±0.5)、(8.23±0.94)μmol/L,与同浓度的AMP组的48 h的IC50做比较,抑制率与AMP相当,P=0.172无统计学差异。
结论:
1.通过合成、分离纯化、鉴定得2个PEG-AMP酯化合物。
2.通过理化方法测得化合物的溶解度相对AMP有很大的改善,得到适中的油水分配系数。
3.通过MTT检测法初步显示,两个新衍生物对细胞株K562都有抑制作用,且呈浓度和时间依赖性,其抑制率与AMP相当,P>0.05无统计学差异。