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摘要背景：恶性肿瘤的发病率和死亡率均呈持续上升态势，已经成为了世界性的重大公共卫生问题。因此，开发高效低毒且安全的抗肿瘤创新药物是目前医学领域的热点研究问题之一。中药治疗疾病具有多靶点、多通路整合调节的优势和特色，在癌症这种多因素疾病的治疗方面显示出独特的优势。然而，中药中化学成分种类繁多、结构复杂，且存在药效物质不明、作用机制不清、成药性不佳等缺点，阻碍了中药抗肿瘤创新药物的开发和临床应用。对中药活性成分进行结构简化，构建骨架、官能团和手性中心多样性的药效物质衍生物库，是中药抗肿瘤创新药物发现的重要手段。<br>　　吴茱萸碱是中药吴茱萸的主要药效物质，具有良好的抗肿瘤活性，对多种肿瘤细胞的增殖均显示出良好的抑制作用。然而，吴茱萸中吴茱萸碱含量较低、提取分离操作复杂、合成制备步骤繁多，且吴茱萸碱水溶性较差、生物利用度不高、有一定的毒副作用，这些问题导致吴茱萸碱的应用和开发受到限制。因此，采用中药有效成分结构简化策略，对吴茱萸碱进行结构修饰，设计和构建简化吴茱萸碱类似物，是发现吴茱萸碱抗肿瘤先导化合物的有效途径。<br>　　目的：本论文以确有疗效的抗肿瘤中药药效物质吴茱萸碱为研究对象，通过结构简化策略，借助计算机辅助药物设计、不对称有机催化合成手段，构建官能团和手性中心多样性的吴茱萸碱衍生物库，并从中药药理学、分子生物学、蛋白组学等方面对其抗肿瘤活性、构效关系等进行研究。为中药抗肿瘤药物筛选提供物质基础，并有望明确吴茱萸碱类中药药效物质治疗恶性肿瘤的分子机制，为发现中药创新先导化合物提供思路。<br>　　方法：第一部分：基于合理药物设计和中药药效物质结构简化策略，设计一类基于吴茱萸碱的潜在选择性Akt1抑制剂—并环吴茱萸碱简化衍生物3；在温和的条件下，以吲哚片段1和苯甲醛衍生的硝基烯烃醋酸酯2为底物，通过有机催化手段对设计的并环吴茱萸碱简化衍生物3的制备方法进行研究；通过体外激酶活性测试法，评价所制备的并环吴茱萸碱类似物对Akt1蛋白激酶的抑制活性和选择性；采用CCK-8法、免疫荧光、流式细胞术、透射电镜、分子对接等手段对筛选出化合物的抗结肠癌活性和分子机制进行研究。第二部分：基于药效团杂合策略，设计一类手性螺环吴茱萸碱类似物8；以吲哚片段1和靛红衍生物6为底物，对构建吴茱萸碱类似物8的条件和方法建立进行研究；并采用免疫荧光、透射电镜、流式细胞术、WesternBlot等技术进行该化合物的抗结肠癌机制研究。<br>　　结果：第一部分：在温和的条件下，以吲哚片段1和苯甲醛衍生的硝基烯烃醋酸酯2为底物，叔胺为催化剂，通过[3+3]环化反应，快速、高效地制备获得了27个不同官能团取代的并环吴茱萸碱简化类似物3，并采用核磁共振氢/碳谱、高分辨质谱、X-ray单晶衍射等方法对其结构进行了鉴定；通过体外激酶活性测试，证实了衍生物3是一类有效的选择性Akt1抑制剂，其中3r抗肿瘤活性最好，对HCT116细胞的IC50值为2.04μM，诱导细胞自噬和凋亡可能是3r抗HCT116细胞增殖的主要机制。第二部分：成功建立了以吲哚片段1和靛红衍生物6为底物，金鸡纳碱衍生的手性叔胺为催化剂的[3+3]环化反应平台，实现了多官能团、多手性中心的螺环吴茱萸碱类似物8的高效构建，获得新化合物24个，并采用核磁共振氢/碳谱、高分辨质谱、X-ray单晶衍射等方法对其结构进行了鉴定；通过抗肿瘤活性筛选，发现吴茱萸碱类似物8h具有最优的抗结肠癌细胞增殖活性，对HCT116细胞的IC50值为0.857μM，初步机制研究表明，8h可以同时诱导肿瘤细胞发生凋亡和保护性自噬，8h与自噬抑制剂联用可以有效的发挥抗肿瘤作用。<br>　　结论：本论文基于结构简化策略，以吴茱萸碱的药效团氢化咔啉为核心，成功构建了骨架、官能团、手性中心多样性的药效物质库，包括27个官能取代丰富的并环吴茱萸碱衍生物和24个手性螺环吴茱萸碱类似物。通过初步活性筛选，得到了抗肿瘤活性较好的吴茱萸碱衍生物3r和8h，其对HCT116细胞的IC50值分别为2.04μM和0.857μM。机制研究表明，3r可以作为有效的Akt1抑制剂，通过诱导细胞凋亡和自噬抑制肿瘤增殖；8h可以同时诱导肿瘤细胞发生凋亡和保护性自噬，与自噬抑制剂联用为提高吴茱萸碱类似物8h的抗肿瘤效果提供了一种新的策略。本论文药效物质衍生库的成功构建为吴茱萸碱类的抗肿瘤先导物筛选提供了物质基础，建立的“药效物质-靶标通路-作用机制”的药效评价体系推动了吴茱萸碱类抗肿瘤先导化合物发现。