基于XBP1激活的抗溃疡性结肠炎活性黄连碱衍生物的设计合成及其构效关系研究

发布时间：2019-10-02 09:58

【摘要】：溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis, UC)属于炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)的一种,其发病病情轻重不等,多呈现反复发作或长期迁延的慢性过程,具有主要累及直肠、结肠黏膜和黏膜下层的慢性非特异性炎症特征。越来越多的证据表明UC的发病率正逐年增多。根据病情轻重程度不同,目前对UC采用不同的治疗方法,但是临床对UC的治疗均还不能真正治愈疾病,仅能在一定程度上缓解相关症状,并常伴随有副作用,使病人依从性降低。因此,研制有效的抗UC药物有显著的必要性。近期研究发现,X-盒结合蛋白-1 (X-box binding protein-1, XBP1)转录因子表达的缺失或下调会促进UC的发生和发展,XBP1可能成为治疗UC潜在的、新的药物作用靶点。然而,除本课题组之外,目前尚未有其他文献展开基于XBP1靶点的抗UC药物的研究。黄连碱具有降血糖、抗菌、抗病毒、抗癌、心肌保护等多种生理活性,黄连碱类似物的抗UC活性也已经被证实。本论文以氯化黄连碱季铵盐为起始原料,以文献调研和课题组前期工作的经验为基础,结合黄连碱的结构与性质,以改善其稳定性、脂溶性,增加其生理活性为目标,对黄连碱开展了一系列的结构修饰。共设计并合成8-亚烃基二氢黄连碱衍生物、N-二氢黄连碱-8-亚基胺类衍生物、8-N,N-二取代胺基黄连碱季铵盐类衍生物、8-N,N-二取代胺基-13-取代黄连碱季铵盐类衍生物、8,8-二取代二氢黄连碱衍生物、8,8-二取代四氢黄连碱-7,13a-亚胺盐衍生物、5,6-二去氢-8,8-二取代-13-羰基四氢黄连碱-7,13a-亚胺盐衍生物、二氢黄连碱烷基季铵盐衍生物、13-酰氧基取代黄连碱季铵盐衍生物和[1,4]二嗯烷并[2',3'：7,8]异喹啉并[3,2-a][1,4]二VA烷并[2,3-g]异喹啉型黄连碱类似物等十类黄连碱衍生物,包括目标化合物共计119个,其中新结构化合物117个,已知化合物2个。合成的化合物均经1H-NMR、13C-NMR、ESIMS分析完成结构鉴定,部分化合物的鉴定还包括NOE、IR、HRESIMS等实验。本论文对所合成的119个目标化合物进行了抗UC的体外药理活性测试并对部分化合物进行了体内活性实验筛选。发现了以N-二氢黄连碱-8-亚基芳胺衍生物5e-1和N-二氢黄连碱-8-亚基脂肪酰胺衍生物10d为代表的具有抗UC潜力、新结构、新作用靶点的目标分子,并对其进行了构效关系的总结与探讨。(1)肠上皮细胞-6(IEC-6细胞)存活率实验显示：除N-二氢黄连碱-8-亚基脂肪胺类衍生物(烷基碳原子数大于6)、8-N,N-二取代胺基黄连碱季铵盐类衍生物、8-N,N-二取代胺基-13-取代黄连碱季铵盐类衍生物和5,6-二去氢-8,8-二取代-13-羰基四氢黄连碱-7,13a-亚胺盐衍生物外,其他系列化合物对IEC-6细胞均具有较好的细胞存活率,为进一步体内抗UC活性实验提供了很好的基础。(2)对在IEC-6细胞上未显示出明显细胞毒性的化合物进行了XBP1激活活性评价,结果显示：N-二氢黄连碱-8-亚基芳香胺类衍生物、N-二氢黄连碱-8-亚基脂肪酰胺类衍生物、二氢黄连碱烷基季铵盐衍生物和[1,4]二VA烷并[2',3'：7,8]异喹啉并[3,2-a][1,4]二VA烷并[2,3-g]异喹啉型二氢黄连碱类似物中部分化合物显示较好的XBP1激活活性,一些化合物对XBP1基因启动子的转录激活活性达对照组的2.11～3.75倍。(3)对显示较好XBP1激活效应的部分化合物进行了浓度依赖测试。部分化合物表现出较好的体外活性,化合物5e-1、10d、5r-2、21的EC50值分别为13.2nM,32.5 nM,11.4 nM和36.3 nM。(4)初步的抗UC动物体内药效实验结果显示：化合物5e-1、10d、10j、18a和21均表现出一定的体内活性。综合化合物对DSS诱导C57b1/6j小鼠UC模型动物体重和结肠挛缩的影响,结合DAI和CMDI等多项指标综合评价,化合物5e-1的活性明显优于阳性对照药SASP;化合物10d、10j、18a和21的体内抗UC活性稍差于5e-1但与阳性药SASP作用相当。对所合成的部分目标分子进行了体外肿瘤细胞株生长抑制活性筛选,实验结果表明：与阳性药紫杉醇相比较,大部分化合物对HCT116、HT29、MCF7和MDAMB231肿瘤细胞株具有较弱的体外生长抑制活性,只有极少数化合物能达到甚至超过紫杉醇的抑制率。对抑制率较好的目标物进行了浓度依赖试验并计算了IC50值,同时评价了对IEC-6细胞的细胞毒性。实验结果发现：部分化合物不仅具有较好的肿瘤细胞株生长抑制活性,同时对IEC-6细胞显示较好的存活率；化合物8g对HCT116细胞株的IC50值为8.89×10-6 mol/L,对HT29细胞株的IC50值为0.81×10-6 mol/L,而IEC-6细胞存活率为81.3%；化合物9b-1对HCT116细胞株的IC50值为3.15×10-6 mol/L,对HT29细胞株的IC50值为6.65×10-6 mol/L,而IEC-6细胞存活率为92%。论文研究结果为黄连碱类似物的创新药物研究提供了科学依据。
【图文】：

８ｅ、８ｇ、９ｂ－ｌ、９ｄ－ｌ、９ｅ－ｌ、９ｅ￣２和９ｇ之外），不适合进一步的抗ＵＣ筛选；Ｗ－逡逑二氨黄连碱－８－亚基脂肪憸胺类衍生物均具有良好的［ＥＣ－６细胞存活率；从图中逡逑４．１－Ｃ可见，除５，６－二去氨二取代－１３－叛基四氨黄连碱－７，１３ａ－亚胺盐衍生物外，逡逑均具有较好的W'Ｃ－６细胞存活率。逡逑

８ｅ、８ｇ、９ｂ－ｌ、９ｄ－ｌ、９ｅ－ｌ、９ｅ￣２和９ｇ之外），不适合进一步的抗ＵＣ筛选；Ｗ－逡逑二氨黄连碱－８－亚基脂肪憸胺类衍生物均具有良好的［ＥＣ－６细胞存活率；从图中逡逑４．１－Ｃ可见，除５，，６－二去氨二取代－１３－叛基四氨黄连碱－７，１３ａ－亚胺盐衍生物外，逡逑均具有较好的W'Ｃ－６细胞存活率。逡逑
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R914


本文编号：2544874