喹喔啉酮類P-糖蛋白抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥活性研究.pdf

1、惡性腫瘤是當(dāng)今威脅人類健康的重大疾病，化學(xué)治療是目前治療惡性腫瘤的最重要手段，但是化療中出現(xiàn)的多藥耐藥（Multidrugs Resistance，MDR）問題日益突出，已經(jīng)成為化療失敗的主要原因。MDR是指腫瘤細(xì)胞對一種化療藥物產(chǎn)生抗藥性的同時(shí)，亦對其他結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制不同的多種抗腫瘤藥物產(chǎn)生交叉抗藥性，從而大大降低了抗腫瘤藥物的療效，導(dǎo)致一些聯(lián)合化療方案的失敗。 近年來國內(nèi)外學(xué)者對發(fā)生MDR的機(jī)制進(jìn)行了很多探索，亦取得了很大的

2、進(jìn)展。然而到目前為止，研究的最早、也是了解最為清楚的是P-糖蛋白介導(dǎo)的藥物外排機(jī)制。P-糖蛋白是橫跨細(xì)胞膜的單鏈糖蛋白，底物十分廣泛，其藥物結(jié)合口袋能夠同時(shí)結(jié)合不同結(jié)構(gòu)的多個(gè)底物，借助胞內(nèi)的核苷酸結(jié)合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）結(jié)合并催化ATP水解獲得能量，主動(dòng)將胞內(nèi)化療藥物“泵”出胞外，結(jié)果導(dǎo)致胞內(nèi)藥物濃度不斷下降，腫瘤細(xì)胞不能被有效殺死。從上個(gè)世紀(jì)70年代起，人們就發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞往往伴隨著P-糖

3、蛋白的過度表達(dá)，通過抑制P-糖蛋白表達(dá)或功能均可有效逆轉(zhuǎn)MDR。開發(fā)安全高效的P-糖蛋白抑制劑一直被認(rèn)為是攻克MDR難題的有效途徑，至今已經(jīng)被研究了30多年；但遺憾的是目前仍然沒有適合臨床使用的P-糖蛋白抑制劑上市，原因主要有親和力低、選擇性差、毒性高、影響P450酶系導(dǎo)致化療藥物藥代動(dòng)力學(xué)改變等等。開發(fā)強(qiáng)親和力、高選擇性、低毒副作用和對P450酶系無影響的P-糖蛋白抑制劑是未來MDR逆轉(zhuǎn)劑的發(fā)展方向。 通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的P-

4、糖蛋白抑制劑研究發(fā)現(xiàn)，P-糖蛋白抑制劑一般具有如下結(jié)構(gòu)特征：至少具有一個(gè)共平面的雙環(huán)結(jié)構(gòu)；必須具備一定的親脂性；在生理pH下有一個(gè)或者多個(gè)能夠接受質(zhì)子的堿性中心；還必須具有合適數(shù)目的氫鍵受體和供體。鑒于此，我們選擇了喹喔啉酮為母核，并引入某些親脂性的基團(tuán)或者天然L-氨基酸殘基為側(cè)鏈，以期增強(qiáng)活性、降低毒性。在參考喹喔啉酮類化合物的合成文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，運(yùn)用藥物化學(xué)原理和化學(xué)合成方法，分別設(shè)計(jì)在母核的右側(cè)和上方引入側(cè)鏈，合成了兩個(gè)系列的化合物共

5、計(jì)48個(gè)。本論文對合成路線和制備方法均進(jìn)行了詳述，目標(biāo)化合物亦測定了熔點(diǎn)等物理常數(shù)和描述了外觀性質(zhì)，并通過ESI-MS和1H-NMR進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確證。合成的目標(biāo)化合物絕大部分為全新結(jié)構(gòu)，并且均未見應(yīng)用于逆轉(zhuǎn)MDR方面的研究報(bào)道，已經(jīng)申請中國專利保護(hù)。 合成的目標(biāo)化合物在細(xì)胞水平上做了初步的藥理活性篩選研究。具體原理和程序簡介如下：以MTT法分別評價(jià)阿霉素單獨(dú)使用和與待測化合物合用時(shí)對伴隨P-糖蛋白高表達(dá)的K562/AO2 MDR細(xì)

6、胞株增殖能力的抑制作用，若待測化合物能夠逆轉(zhuǎn)MDR細(xì)胞株K562/AO2的耐藥性，則阿霉素對其殺傷作用會(huì)比其單獨(dú)使用時(shí)大大增強(qiáng)。將一定濃度（通常使用其IC10或者以下）的待測化合物分別和一系列濃度的阿霉素合用，分別作用于K562/AO2細(xì)胞24，48，72，96和120小時(shí)，使用MTT實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算存活細(xì)胞數(shù)目，計(jì)算IC50值；單獨(dú)使用阿霉素時(shí)IC50值也以同樣方法計(jì)算，二者相比較得到逆轉(zhuǎn)倍數(shù)Reversal Fold（RF）值。顯然，R

7、F值越高代表待測化合物的逆轉(zhuǎn)MDR能力越強(qiáng)，RF等于1表示無逆轉(zhuǎn)MDR活性。平行實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，維拉帕米做陽性對照。 初步的藥理活性測試結(jié)果表明，大多數(shù)化合物顯示出逆轉(zhuǎn)K562/AO2耐藥的藥理活性。喹喔啉酮母核的苯環(huán)上為鹵代烴（氟除外）、烷基或者烷氧基時(shí)均可大大增加化合物毒性且對增加活性基本沒有幫助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入側(cè)鏈時(shí)總體活性要比右側(cè)引入側(cè)鏈好，可能前者的分子構(gòu)象更加符合P-糖蛋白狹長的藥物結(jié)合通道；第二系列

8、的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，說明化合物中的叔氨基結(jié)構(gòu)可能為活性必需。相比引入苯胺類或親脂性脂肪胺衍生物的側(cè)鏈，引入氨基酸側(cè)鏈能夠適度降低化合物毒性。在引入的氨基酸側(cè)鏈中，活性最理想的是含有絲氨酸、谷氨酸和羥脯氨酸殘基側(cè)鏈（化合物3、15、16）。因此，這些化合物有望作為先導(dǎo)化合物繼續(xù)優(yōu)化和改造結(jié)構(gòu)，得到活性更好、毒性更低的P-糖蛋白抑制劑。 本論文的工作為繼續(xù)設(shè)計(jì)與合成新的P-糖蛋白抑制劑提供了先導(dǎo)化合