新型二氫卟吩類光敏劑的設(shè)計(jì)、合成和PDT抗癌活性研究.pdf

1、腫瘤一直都是嚴(yán)重危害人類身體健康的重大疾病，手術(shù)、化療和放療三大傳統(tǒng)腫瘤治療方法在一定程度上都存在難以接受的患者或者具有嚴(yán)重的副作用，致使患者很難具有一個(gè)良好的預(yù)后恢復(fù)和日常生活質(zhì)量。光動(dòng)力療法(photodynamic therapy，PDT)是在上世紀(jì)八十年代逐漸發(fā)展起來(lái)的腫瘤靶向治療新技術(shù)，它對(duì)于人體正常組織和器官是一種非侵害性的治療方法。光照、組織中的氧和光敏劑是PDT的三大要素，其中，光敏劑是核心因素。國(guó)內(nèi)外對(duì)于PDT研究主要

2、是針對(duì)光敏劑的結(jié)構(gòu)改造。光敏劑的研發(fā)歷經(jīng)以卟吩姆鈉為代表的第一代卟啉類光敏劑到以維替泊芬、他拉泊芬和替莫泊芬為代表的第二代二氫卟吩類光敏劑，目前研究熱點(diǎn)聚焦于希望設(shè)計(jì)合成獲得紅光區(qū)治療波長(zhǎng)紅移、光敏活性更強(qiáng)、暗毒性更小和體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)更佳的新一代二氫卟吩類光敏劑以及利用其具有的獨(dú)特?zé)晒馓匦酝卣蛊渥鳛槟[瘤早期診治多功能影像分子探針研究。
　　據(jù)此，在國(guó)家自然科學(xué)基金(81172950)、上海市科委基金(14430723201、1

3、2DZ1940606、14430723201、12ZR1439900)和上海市衛(wèi)生局基金(20124195)資助下，本論文開(kāi)展了下面兩部分的研究工作:一是以蠶沙葉綠素a經(jīng)酸降解得到的焦脫鎂葉綠酸-a為先導(dǎo)化合物，通過(guò)對(duì)其3位乙烯基醚化及17位丙羧基偶聯(lián)氨基酸以期設(shè)計(jì)合成并篩選得到高效、低毒、ADMET性質(zhì)良好的新型二氫卟吩類光敏劑;二是焦脫鎂葉綠酸-a與磁性納米Fe3O4偶聯(lián)獲得靶向性更好的磁性納米光敏劑作為腫瘤早期靶向診治的分子探針研

4、究。
　　一、新型二氫卟吩類光敏劑的設(shè)計(jì)、合成及PDT抗癌活性研究
　　焦脫鎂葉綠酸-a作為二氫卟吩類光敏劑，其醚類衍生物HPPH（光克洛）作為已經(jīng)進(jìn)入臨床研究的藥物，提示了將焦脫鎂葉綠酸-a進(jìn)行醚化有很好的前景。據(jù)此，我們首先設(shè)計(jì)合成了5個(gè)焦脫鎂葉綠酸-a醚類衍生物6a-6e;其次，基于氨基酸作為一種前藥設(shè)計(jì)策略，在引入氨基酸后，藥物分子的水溶性及其ADMET性質(zhì)往往能夠得到很大的改善如2004年上市的光敏抗癌新藥二氫卟吩

5、e6單天門(mén)冬氨酸（商品名:他拉泊芬）就是一個(gè)成功案例，我們進(jìn)一步將焦脫鎂葉綠酸-a醚類衍生物分別偶聯(lián)天門(mén)冬氨酸、谷氨酸和賴氨酸，設(shè)計(jì)合成得到了15個(gè)焦脫鎂葉綠酸-a醚類氨基酸衍生物8a-8o;最后，用MTT法初步測(cè)定了其中19個(gè)目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)人腸癌細(xì)胞(HCT-116)、人胃癌細(xì)胞(MKN45)和人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)的體外PDT抗癌活性。結(jié)果顯示，在光照劑量為10J/cm2條件下，所有目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)3個(gè)瘤種均具有優(yōu)良的PDT抗癌

6、活性，且其活性均顯著優(yōu)于阿霉素。初步構(gòu)效關(guān)系表明:
　　(1)目標(biāo)產(chǎn)物的PDT抗癌活性隨醚鏈增長(zhǎng)增強(qiáng)，并以6-8個(gè)碳原子為最佳，當(dāng)醚鏈長(zhǎng)度繼續(xù)增加，活性將會(huì)有所降低。這可能是由于醚鏈長(zhǎng)度決定了光敏分子的親脂性，這提示適宜的親脂性為活性必需;
　　(2)焦脫鎂葉綠酸-a醚類衍生物(6a-6d)的體外PDT抗癌活性和暗毒性均高于醚類氨基酸衍生物（8a-8o），這提示是否醚類化合物偶聯(lián)氨基酸后衍生為其前藥，從而使得活性和毒性同時(shí)降

7、低，有待下一步從體內(nèi)藥效、藥代和分子作用機(jī)制等方面深入研究闡明;
　　(3)在焦脫鎂葉綠酸-a醚類目標(biāo)產(chǎn)物(6a-6d)中，以焦脫鎂葉綠酸-a正己基醚(6d)的活性最佳;
　　(4)在焦脫鎂葉綠酸-a醚類氨基酸目標(biāo)產(chǎn)物(8a-8o)中，以焦脫鎂葉綠酸-a正己基醚或正辛基醚的氨基酸衍生物(8d、8e、8i、8j、8n)的活性為佳，其中，尤以8d和8j的活性為最佳，值得深入研究。
　　二、磁性納米光敏劑的設(shè)計(jì)、制備及腫瘤靶

8、向診治研究
　　隨著材料學(xué)的快速發(fā)展，多學(xué)科之間也正在發(fā)生著更深層次的交流，一些納米材料被廣泛地在藥劑學(xué)科中所使用，借此可實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向診斷和治療?；诖判约{米粒如超微順磁性氧化鐵(USPIO)具有良好的生物學(xué)相容性和腫瘤靶向聚集效應(yīng)，我們采用焦脫鎂葉綠酸-a與經(jīng)過(guò)氨基修飾的USPIO偶聯(lián)成功制得磁性納米光敏劑，初步測(cè)定了其弛豫率及體外對(duì)人腸癌細(xì)胞(HCT-116)的熒光成像、核磁共振(MR)成像和PDT抗癌活性。初步結(jié)果顯示:<

9、br>　　(1)該磁性納米光敏劑具有優(yōu)良的磁穩(wěn)定性;可快速進(jìn)入HCT-116細(xì)胞，3h即獲得最大熒光，提示其具有良好的腫瘤熒光成像診斷應(yīng)用前景;
　　(2)該磁性納米光敏劑對(duì)HCT-116細(xì)胞的核磁共振T2信號(hào)明顯低于陰性對(duì)照組（未加磁性光敏劑），提示其可用于腫瘤核磁共振影像診斷;
　　(3)在光劑量為0.9-9 J/cm2條件下，該磁性納米光敏劑對(duì)HCT-116細(xì)胞顯示了良好的PDT殺傷效果，提示其除了可用于腫瘤熒光成像和