喹喔啉酮類P-糖蛋白抑制劑的設計、合成及逆轉腫瘤多藥耐藥活性研究.pdf

1、惡性腫瘤是當今威脅人類健康的重大疾病，化學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是指腫瘤細胞對一種化療藥物產(chǎn)生抗藥性的同時，亦對其他結構和作用機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，導致一些聯(lián)合化療方案的失敗。 近年來國內(nèi)外學者對發(fā)生MDR的機制進行了很多探索，亦取得了很大的

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

3、蛋白的過度表達，通過抑制P-糖蛋白表達或功能均可有效逆轉MDR。開發(fā)安全高效的P-糖蛋白抑制劑一直被認為是攻克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酶系導致化療藥物藥代動力學改變等等。開發(fā)強親和力、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逆轉劑的發(fā)展方向。 通過對現(xiàn)有文獻報道的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構特征：至少具有一個共平面的雙環(huán)結構；必須具備一定的親脂性；在生理pH下有一個或者多個能夠接受質子的堿性中心；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或者天然L-氨基酸殘基為側鏈，以期增強活性、降低毒性。在參考喹喔啉酮類化合物的合成文獻基礎上，運用藥物化學原理和化學合成方法，分別設計在母核的右側和上方引入側鏈，合成了兩個系列的化合物共

5、計48個。本論文對合成路線和制備方法均進行了詳述，目標化合物亦測定了熔點等物理常數(shù)和描述了外觀性質，并通過ESI-MS和1H-NMR進行了結構確證。合成的目標化合物絕大部分為全新結構，并且均未見應用于逆轉MDR方面的研究報道，已經(jīng)申請中國專利保護。 合成的目標化合物在細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法分別評價阿霉素單獨使用和與待測化合物合用時對伴隨P-糖蛋白高表達的K562/AO2 MDR細

6、胞株增殖能力的抑制作用，若待測化合物能夠逆轉MDR細胞株K562/AO2的耐藥性，則阿霉素對其殺傷作用會比其單獨使用時大大增強。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細胞24，48，72，96和120小時，使用MTT實驗方法計算存活細胞數(shù)目，計算IC50值；單獨使用阿霉素時IC50值也以同樣方法計算，二者相比較得到逆轉倍數(shù)Reversal Fold（RF）值。顯然，R

7、F值越高代表待測化合物的逆轉MDR能力越強，RF等于1表示無逆轉MDR活性。平行實驗重復三次，維拉帕米做陽性對照。 初步的藥理活性測試結果表明，大多數(shù)化合物顯示出逆轉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鏈時總體活性要比右側引入側鏈好，可能前者的分子構象更加符合P-糖蛋白狹長的藥物結合通道；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構可能為活性必需。相比引入苯胺類或親脂性脂肪胺衍生物的側鏈，引入氨基酸側鏈能夠適度降低化合物毒性。在引入的氨基酸側鏈中，活性最理想的是含有絲氨酸、谷氨酸和羥脯氨酸殘基側鏈（化合物3、15、16）。因此，這些化合物有望作為先導化合物繼續(xù)優(yōu)化和改造結構，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)設計與合成新的P-糖蛋白抑制劑提供了先導化合