STAT3信號(hào)通路小分子抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物研究.pdf

1、本文對STAT3信號(hào)通路小分子抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物進(jìn)行了研究。本研究分為三個(gè)部分：
　　第一部分：2-羰基苯并噻吩1,1-二氧類化合物的合成及生物研究。Stattic是第一個(gè)被報(bào)道的非肽類 STAT3小分子抑制劑。但由于結(jié)構(gòu)簡單，選擇性差，成藥性不好，具有很大的改造空間。且該化合物衍生物報(bào)道很少，對于STAT3信號(hào)通路研究也不多見。已報(bào)道的文章中對化合物生物活性研究并不深入。因此，以Stattic為骨架進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)上的衍生，并

2、對其進(jìn)行深入的抗腫瘤作用機(jī)制的探索具有研究價(jià)值和研究意義。參照Stattic與STAT3蛋白SH2結(jié)構(gòu)域的結(jié)合模型，結(jié)合藥物設(shè)計(jì)的基本原理，合成了44個(gè)Stattic的衍生物，通過MTT實(shí)驗(yàn)對STAT3高表達(dá)的幾株腫瘤細(xì)胞進(jìn)行抑制細(xì)胞增殖的的評(píng)價(jià)。構(gòu)效關(guān)系分析，找到活性最好的化合物E28，并對其進(jìn)行了深入的生物活性研究。熒光素報(bào)告基因方法，發(fā)現(xiàn)該化合物可以有效抑制STAT3蛋白的磷酸化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該化合物可以通過誘導(dǎo)自由基的產(chǎn)生和聚

3、集而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡?；衔顴28對P-Src，P-Erk1/2，P-mTor等STAT3磷酸化密切相關(guān)的酪氨酸激酶在0-4μM濃度范圍內(nèi)沒有抑制效果，說明對STAT3蛋白磷酸化的抑制并不是由于作用于上游酪氨酸激酶所導(dǎo)致。Docking計(jì)算表明該化合物可以與 STAT3蛋白的SH2結(jié)構(gòu)域緊密結(jié)合。所有目標(biāo)化合物均經(jīng)1H NMR，13C NMR，HRMS表征確證。
　　第二部分：4-羰基2,6-二亞芐基環(huán)己酮類衍生物的合成及生物研究。C

4、urcumin是從姜黃中提取出的一種成分，具有廣泛的生物價(jià)值。據(jù)報(bào)道，Curcumin可以影響JAK/STAT通路，是潛在的抗腫瘤藥物。HO-3847是由Curcumin衍生而來的一類化合物，能夠有效抑制STAT3（Tyr705）的磷酸化，相對于母核化合物Curcumin具有更好的抗腫瘤活性，而且對正常細(xì)胞毒性低。本文根據(jù)生物電子等排體原理，將HO-3847結(jié)構(gòu)中哌啶酮替換成環(huán)己酮，在環(huán)己酮的4位通過酰胺鍵引入不同的芳香基團(tuán)或者脂肪烴基

5、，苯環(huán)上用不同的吸電子基團(tuán)和給電子基團(tuán)取代，一定程度改變化合物的脂溶性，從而提高其抗腫瘤活性。本文最終合成了18個(gè)新型化合物。通過MTT實(shí)驗(yàn)，測定該系列化合物對MDA-MB-231，A549，DU145等腫瘤細(xì)胞的抗增殖活性；分析構(gòu)效關(guān)系，鑒定出化合物13r具有較好的抗腫瘤活性，而對正常細(xì)胞表現(xiàn)出較低的毒性。通過Western Blot實(shí)驗(yàn)以及流式細(xì)胞術(shù)，證實(shí)了化合物13r能夠有效抑制STAT3在Tyr705位點(diǎn)的磷酸化，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和

6、G2/M細(xì)胞周期阻滯。所有目標(biāo)化合物均經(jīng)1H NMR，13C NMR，HRMS表征確證。
　　第三部分：吡啶并吡咯類化合物的合成及生物研究。作為Oncrasin-1衍生物，化合物NSC-743380具有RNA聚合酶II的抑制活性和腫瘤細(xì)胞抗增殖效果。同時(shí)，該化合物可以抑制STAT3磷酸化并且對于STAT3上游酪氨酸激酶JAK2也有抑制作用。然而，化合物NSC-743380結(jié)構(gòu)中的3-羥甲基不穩(wěn)定，可能是因?yàn)?-羥甲基連在富電子的吲

7、哚環(huán)上，使得3-羥甲基很活潑，尤其在酸性條件下，容易質(zhì)子化而脫水生成碳正離子，然后與另外一分子NSC-743380反應(yīng)生成二聚體而喪失活性。為了改善該類化合物結(jié)構(gòu)上的缺陷，本文在吲哚環(huán)上引入雜原子或連接其他吸電子基團(tuán)，降低吲哚環(huán)的電子云密度，使3-羥甲基的活性下降，從而提高該類化合物的穩(wěn)定性。最終本文合成12個(gè)化合物，并通過MTT實(shí)驗(yàn)，測定了該系列化合物對MCF-7細(xì)胞的抗增殖活性；分析構(gòu)效關(guān)系，鑒定出化合物 JP-3-138具有較好的