甲基化EGCG类似物的设计合成及抗肿瘤MDR活性研究

发布时间：2019-11-29 15:44

【摘要】：化疗是一种重要的肿瘤治疗方法，但肿瘤细胞多药耐药（multidrug resistance,MDR）的出现使化疗面临严峻的挑战，甚至引起化疗的失败。肿瘤MDR是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生耐药性时会对其他未接触过的，结构及作用机制不同的药物产生交叉耐药性。肿瘤MDR产生机制有很多种，其中研究最深入的包括为ABC（ATP-binding-cassette）转运蛋白家族，与MDR相关的ABC跨膜转运蛋白即药物外排泵主要有三种：乳腺癌耐药蛋白（BCRP）、多药耐药相关蛋白（MRP）和P糖蛋白（P-gp）。P-gp，BCRP和MRP三者结构相似，但外排的药物不同。其中又以P-gp在三中转运蛋白中作用机制研究最深入。P-gp抑制剂根据药物选择性、发展时间和活性大小可分为三代：以维拉帕米为代表的Ca2+通道抑制剂等为第一代P-gp抑制剂，其缺点主要是选择性差，毒副作用大；第二代为第一代的衍生物，包括PSC833，右维拉帕米等，第二代较第一代P-gp结合能力强，但第二代P-gp抑制剂作用于P-450，干扰药物代谢，限制了其应用；第三代P-gp抑制剂主要包括Zosuquidar（LY335979），Tariquidar（XR9576）等，选择性较好，毒副作用低，具有良好的开发前景，目前已有多种进入临床试验。高效、高特异性MDR逆转剂已经成为人们研究的热点，虽然第三代P-gp抑制剂选择性较好，但是也存在体内试验结果不够理想等一系列问题，所以高特异性、高效、低代谢酶影响、低药代动力学影响的P-gp抑制剂仍急待研发。本课题组多年来致力于肿瘤MDR的研究，已取得一定成果，设计合成了一系列海洋生物碱Ningalin B、槲皮素以及EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）的甲基化类似物，并对所合成的化合物进行了MDR逆转活性评价。 EGCG为茶多酚的主要活性成分，本课题组前期对EGCG进行了甲基化修饰，其MDR逆转活性显著增强，并以此为基础设计合成了一系列EGCG的全甲基化结构类似物，其中多种化合物可逆转人体乳腺癌耐药细胞株LCC6MDR对紫杉醇（paclitaxel）的耐药，甚至RF可达48.2，并且没有发现毒副作用，而阳性对照药维拉帕米的RF仅为3.8。本论文在实验室已有研究成果的基础上，依据P-gp介导的MDR机制，以EGCG及儿茶素（C）为原料，通过改变全甲基化EGCG的C-3位侧链基团、C-3立体构型、C-2位立体构型以及B环上甲氧基数目，采用半合成的方法合成了22个全新的甲基化EGCG类似物，所合成的化合物进行了结构确证和以P-gp为靶点的MDR逆转活性测试，其中15个化合物已完成P-gp介导的MDR逆转活性测试，其中14个化合物的MDR逆转活性高于阳性对照药维拉帕米（RF=3.8），1μM化合物34可逆转人体乳腺癌细胞株LCC6对paclitaxel的耐药，其RF可达53.6。其中已经完成细胞毒测试的6个化合物结果表明所合成的化合物均无明显细胞毒性，4个化合物已经完成EC50测试，最低可达140nmol，Therapeutic index高于714，显示所合成的化合物为低毒高效的肿瘤MDR逆转剂，并在此基础上总结了甲基化EGCG类似物的初步构效关系，希望为肿瘤MDR的研究提供参考。
【图文】：

结构域,结构示意图,外排

图 1-1NBD 结构域的结构示意图ller[21]等解析出了小鼠 P-gp 分子的 X 射线衍射晶体结构分子结构同源性可达 93%，这为同源模建提供了良好种能量依赖性的跨膜药物外排泵，可通过将药物外排浓度，是产生 MDR 的主要原因之一。泵 P-gp 具有 ATP 依赖性，P-gp 通过 ATP 的水解获得能，这样就导致了胞内药物浓度的下降，，是产生 MDR 的外排作用的机制有很多假说，目前得到较多认可的为”理论[22,23]。该理论认为 P-gp 将底物泵出细胞的分子机入细胞双分子层后，P-gp 识别并通过其底物结合位结合并水解 ATP 释放能量使 P-gp 的构象发生，从而至胞外，将底物排出[24]。ATP 水解产生的 ADP 解离，，使 P-gp 恢复原来的构想，这样 P-gp 的药物外排功能

工作模式,核因子κB,底物结合位点,抑制剂

图 1-2 P-gp 外排泵的工作模式首先，通过竞争性或者非竞争性的抑制 P-gp 的底物结合位点以及阻滞 ATP的结合、水解等方式抑制 P-gp 的功能；其次，通过反义 RNA、RNA 干扰等技术，从基因水平上逆转 P-gp 的过表达[30]；第三，甲基莲心碱等物质可以同时抑制 P-gp 的功能和表达量；第四，一氧化氮（NO）对 P-gp 的表达具有调节作用调节。研究表明 NO 可以改变核因子κB（NF-κB）的蛋白结合，核因子κB 水平提高可以增加 MDR1 基因转录，从而提高 P-gp 在肠道的表达。NO 合酶抑制剂 L-NIL 可显著降低 NF-κB 的蛋白结合从而对 P-gp 的过表达产生抑制作用而逆转 MDR[31]。依据选择性、逆转强度大小以及年代学的发展，P-gp 为靶点的逆转剂已发展有三代[32]。研究表明第一代 P-gp 抑制剂多数是作为 P-gp 的底物，能竞争性结合 P-gp的底物结合位点，从而达到抑制 P-gp 以减少抗癌药物的外排[33]。第一代 P-gp 抑制剂主要是作为钙离子通道阻滞剂和钙调素抑制剂等起作用。维拉帕米
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R914

【参考文献】