GSH、硝基还原酶介导的两个康普瑞汀前体化合物的合成、释放机制及体外抗肿瘤活性研究

发布时间：2020-11-22 07:17

　　 抗癌药物的研究一直是当前科学研究的热点,而抗癌前体化合物的研究深受广大科研工作者关注。康普瑞汀是一种广谱的抗肿瘤天然产物,由于其存在毒副作用、水溶性差等缺点,限制了其在癌症治疗上的应用。通过设计合成“前药”的方法可以很好地解决一些抗癌药物不具靶向性等问题。本文以2,4-二硝基苯磺酰基为谷胱甘肽响应基团,以对硝基苄基为硝基还原酶响应基团设计合成得到两个新型的康普瑞汀前体化合物4a和4b。通过分子水平释放、体外抗肿瘤活性、荧光成像等实验对化合物4a的GSH响应性和化合物4b的硝基还原酶响应性进行研究。其主要研究内容如下:(1)通过Pechmann反应、水解、亲核等四步反应,实现抗癌药物康普瑞汀、荧光分子香豆素、响应基团2,4-二硝基苯磺酰基或对硝基苄基三部分的结合,合成得到两个目标设计产物,所有化合物已通过MS、NMR手段进行结构表征;(2)运用荧光光谱法和高效液相法对两个化合物进行分子水平释放机制研究。结果显示,化合物4a通过响应GSH和化合物4b响应硝基还原酶释放出药物分子康普瑞汀和荧光分子香豆素。并通过荧光成像实验,检测两个化合物在T-24细胞内的释放情况,结果表明:相对于对照组,化合物4a和化合物4b能在T-24细胞内检出荧光,且化合物4b随着氧浓度的降低,荧光逐渐增强,表明化合物能够在T-24细胞内释放出荧光分子香豆素并可能伴随着释放出康普瑞汀。(3)使用MTT及细胞克隆形成实验测试化合物对Hep-G2、MGC-803、A549、T-24、Hela、HL-7702六株细胞株的细胞增殖活性,结果显示:化合物4a、化合物4b及康普瑞汀对不同肿瘤细胞株表现不同抑制活性,都达到纳摩级,对A549细胞株活性较低外,对其他细胞株几乎与康普瑞汀抗肿瘤活性相当;而对HL-7702人正常肝细胞的毒性,化合物4a、4b比康普瑞汀低,具有一定选择性。化合物4b在无氧条件下比正常氧条件下抗肿瘤活性更好,进一步证实其对硝基还原酶的敏感性。(4)通过细胞流式术进一步研究两个化合物对Hela细胞的细胞周期、细胞凋亡以及Caspase 3/8/9激活水平的影响;并且运用Western Blot实验方法,对细胞周期和凋亡相关蛋白的表达量进行研究。结果显示:两个化合物均将Hela细胞增殖周期阻滞在G2/M期,进一步研究证明,是通过诱导DNA损伤,启动DNA损伤应答信号通路,上调Cyclin B1蛋白表达,下调p21、CDK2的蛋白表达而将Hela细胞阻滞在G2/M期。两个化合物均有明显的凋亡现象,其中化合物4b在不同氧浓度下,促进细胞凋亡的方式由早期凋亡转变成晚期凋亡,细胞周期由G2/M期转变为S期。研究发现,化合物4a、4b可激活Caspase 3/8活性,抑制微管蛋白和血管内皮因子蛋白的表达,由多通路引起细胞凋亡。综上所述,设计合成的两个康普瑞汀前体化合物能够通过与响应物质作用实现药物分子和荧光基团的释放,达到抗肿瘤的效果,有望为诊断治疗型前药的设计与应用研究提供新的思路。
【学位单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ460.6
【部分图文】：

图 1-1 前体化合物概念简要图解 改善药物生物利用度的前体化合物通过官能团修饰，可以改变活性药物的理化性质，从而改善药物的生物丙舒硫胺和双苯酞硫胺是最早应用于提高其脂溶性的基团。由于维生四级胺，导致其脂溶性较差，难以口服吸收，通过官能团修饰后改善了性，口服后可迅速被消化吸收[16]。天然嘌呤和嘧啶核苷类药物，极性性差，口服难以通过脂质膜而容易代谢失活，致使生物利用度较低，如部分羟基进行酯化，可提高其脂溶性，通过将 6-氮杂脲苷进行三乙酰化酰化，可以改善其口服利用度[17-18]。含有羟基的活性药物可通过酯化或醚化来增强机体的吸收。羟基为极不易于通过脂质膜，而酯化或者醚化后药物的脂水分配系数得到改变肠吸收及进入组织细胞。多巴胺通过醚化形成二（三甲硅）多巴胺或酯酰衍生物来增加体内吸收作用，修饰后多巴胺前药更易通过血脑屏障进经，从而在脑内分解出原药多巴胺[19-21]。

图 1-2 脑靶向型前药作用机制[24]靶向型前体化合物美辛是非甾体抗炎药，能有效抑制前列腺素的合成，具有很好。研究发现它可以介导结肠癌细胞的凋亡，具有抗结肠癌的作1]通过海藻醇钠与氯化钙凝胶反应制成骨架，将吲哚美辛药物嵌骨架型微丸。微丸遇到结肠中特定的酶，使得海藻酸钙骨架降现药物靶向结肠癌的作用。拉嗪是治疗溃疡性结肠炎药物，进入体内损耗较大，达到直肠得药物不能很好地发挥药效。Jung 等[33]将美沙拉嗪的羧基与接得到结肠专一性前药（5-氨基水杨酰甘氨酸）。磺胺吡啶具有胺吡啶与美沙拉嗪形成一个偶氮化合物，可以阻止美沙拉嗪被顺利进入小肠和结肠[32]。靶向型前体化合物药物被机体吸收，发挥药效的同时，会对其他正常健康组织产

广西师范大学硕士学位论文药的淋巴转运为给药剂量的 26%，而原药仅为 3.4%[42]。治疗型抗癌前体化合物治疗的概念是美国药物公司 Pharma Netics 首席执行官 John F开前药发展新篇章[43]。诊断治疗型前体化合物由荧光基团、靶组成(图 1-3)。通过化学共价键将药物和成像剂连接，能够对环境或特定外部刺激进行响应，从而释放出活性药物的同时伴化，能实现监测或跟踪药物的释放进程。具有合成相对简单、结好、药效明显等优点[44-46]。
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本文编号：2894330