去氫駱駝蓬堿結(jié)構(gòu)優(yōu)化與抗腫瘤構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、1 研究背景 惡性腫瘤是當今威脅人類健康的重要病因。以天然來源的、具有抗腫瘤活性的有效成分作為先導(dǎo)化合物，對其進行結(jié)構(gòu)改造，是發(fā)現(xiàn)高效低毒抗腫瘤藥物的一條重要途徑。 去氫駱駝蓬堿是一種天然來源且最具代表性的β-咔啉類生物堿，其具有廣譜的生物學活性，因此一直吸引著人們的注意力。近年來文獻報道和本實驗室的初步研究結(jié)果表明：去氫駱駝蓬堿及其衍生物具有良好的抗腫瘤活性，但同時也具有較大的神經(jīng)毒性。 2 結(jié)構(gòu)修飾研究針對進

2、一步提高去氫駱駝蓬堿及其衍生物的抗腫瘤活性的目標，尋找和發(fā)現(xiàn)高效低毒的新型抗腫瘤創(chuàng)新藥物，本文以從植物中提取的、具有抗腫瘤活性的去氫駱駝蓬堿的化學結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合前期研究工作的成果，借助于計算機輔助藥物分子設(shè)計技術(shù)，進一步優(yōu)化了去氫駱駝蓬堿的化學結(jié)構(gòu)，以β-咔啉、1-甲基-β-咔啉、去氫駱駝蓬堿和 L-色氨酸等四種主要原料，通過四條主要的合成路線，對β-咔啉環(huán)1、2、3、7、9等五個結(jié)構(gòu)位點進行了比較系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修飾，設(shè)計并合成了8個系列

3、共103個新的β-咔啉類生物堿衍生物。運用質(zhì)譜、紅外以及核磁共振等分析方法對所有合成的化合物進行了結(jié)構(gòu)表征。 3 體外抗腫瘤活性研究運用體外抗腫瘤藥物快速篩選系統(tǒng)和5-15株腫瘤細胞株對其中93個化合物進行了抗腫瘤活性篩選，發(fā)現(xiàn)了一些具有良好體外抗腫瘤活性的化合物。通過對化合物的結(jié)構(gòu)和體外抗腫瘤活性關(guān)系的研究闡明了β-咔啉類生物堿結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系的規(guī)律： (1)β-咔啉母核是這類化合物表現(xiàn)體外抗腫瘤活性的最基本結(jié)構(gòu)；

4、 (2)β-咔啉類生物堿的體外抗腫瘤活性大小依賴于環(huán)上取代基的存在、取(3)7-烷氧基取代有助于提高衍生物的體外抗腫瘤活性； (4)2-芐基取代可以顯著增強衍生物的體外抗腫瘤活性； (5)9位引入合適的取代基團有助于提高衍生物的體外抗腫瘤活性，且芳烷基對體外抗腫瘤活性的影響明顯優(yōu)于脂烷基，其中以苯丙基為9位最優(yōu)選取代基團。 4 小鼠急性毒性研究根據(jù)體外抗腫瘤活性篩選結(jié)果，本文優(yōu)選出了21個具有代表性的β-咔啉類

5、生物堿化合物，運用小鼠急性毒性試驗?zāi)Ｐ蛯ζ溥M行了急性毒性和神經(jīng)毒性研究。實驗結(jié)果表明：所有測試化合物均不表現(xiàn)神經(jīng)毒性，2位芐基取代的衍生物(4、5、27、30、36、42、44、50、65、67)表現(xiàn)出顯著的急性毒性。 根據(jù)β-咔啉類生物堿的化學結(jié)構(gòu)和急性毒性實驗結(jié)果，我們可以得出如下構(gòu)效關(guān)系規(guī)律： (1)β-咔啉類生物堿的急性毒性和神經(jīng)毒性依賴于β-咔啉環(huán)上取代基的存在、位置以及取代基的性質(zhì)； (2)7位甲氧基

6、取代基團是其表現(xiàn)出顯著神經(jīng)毒性的結(jié)構(gòu)位點；延長或增大7位取代基團可以去除其神經(jīng)毒性； (3)2位芐基取代對急性毒性有顯著增強作用； (4)3、9位引入合適的取代基團可以顯著降低衍生物的急性毒性。 5 體內(nèi)抗腫瘤活性研究在體外抗腫瘤活性篩選和小鼠急性毒性試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文挑選出了21個具有代表性的化合物，按照常規(guī)的抗腫瘤藥物篩選方法，運用肉瘤S180、Lewis肺癌和肝癌HepG2的荷瘤小鼠試驗?zāi)Ｐ蛯ζ溥M行了體

7、內(nèi)抗腫瘤藥效試驗。試驗結(jié)果表明：所有測試化合物均具有一定的抗腫瘤活性，其中3個衍生物(化合物5、8、27)的抑瘤率超過50％；化合物5對Lewis肺癌和肉瘤S180兩個荷瘤小鼠試驗?zāi)Ｐ偷囊至雎食^6096；化合物27對肉瘤S180的荷瘤小鼠試驗?zāi)Ｐ偷目鼓[瘤作用最強，抑瘤率高達67.4％。 分析β-咔啉類生物堿的化學結(jié)構(gòu)和體內(nèi)抗腫瘤活性可以得出如下構(gòu)效關(guān)系規(guī)律： (1)去氫駱駝蓬堿及其衍生物的體內(nèi)抗腫瘤活性依賴于β-咔啉環(huán)

8、上取代基的存在、位置以及取代基的性質(zhì)； (2)1位芳香基或取代芳香基等基團不利于其抗腫瘤活性的發(fā)揮； (3)2位芐基取代可以顯著增強衍生物的體內(nèi)抗腫瘤活性； (4)3位乙氧基羰基、羧基、醛基縮氨基硫脲等取代基團有利于衍生物的抗腫瘤作用，3位羥甲基、醛基、乙氧基羰基氨基等取代基團不利于衍生物的體內(nèi)抗腫瘤活性； (5)延長或增大7位烷氧基取代基團不利于衍生物的體內(nèi)抗腫瘤活性； (6)9位適當?shù)耐榛〈?/p>

9、可以顯著增強衍生物的體內(nèi)抗腫瘤活性；9位優(yōu)選取代基團為苯丙基。 本文針對進一步提高抗腫瘤活性的目標，在前期研究成果的基礎(chǔ)上，對去氫駱駝蓬堿的化學結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，共設(shè)計和合成了8個系列共103個新衍生物；運用體外抗腫瘤活性快速篩選、急性毒性試驗研究模型和荷瘤小鼠試驗?zāi)Ｐ蛯铣傻难苌锵到y(tǒng)的研究，這些研究結(jié)果提示：(1)去氫駱駝蓬堿及其衍生物的抗腫瘤活性依賴β-咔啉環(huán)上取代基的性質(zhì)；(2)7位甲氧基取代為其表現(xiàn)出顯著神經(jīng)毒性的結(jié)