基于HDAC多靶点抑制剂的设计、合成与抗肿瘤活性研究
发布时间：2020-07-03 03:54
【摘要】：肿瘤的发生是一个复杂的多靶点和多细胞共同参与的生理活动过程,所以对于肿瘤的治疗不能只是简单的考虑通过抑制单个靶点来达到对肿瘤的治疗。以组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase, HDACs)为靶点的抗肿瘤药物研究是当前的热点领域。HDACs调控了多种组蛋白和非组蛋白的去乙酰化过程,对基因的调控、转录及细胞的增殖、分化、死亡也起到了一定的调控作用。HDACs已经被公认为是治疗癌症的一类重要靶点,抑制HDACs可以促使癌细胞停止生长和分化,促使癌细胞凋亡。实验证明,HDACs的作用机制是通过诱导组蛋白进行乙酰化及P21的表达。HDAC抑制剂与多种抗肿瘤抑制剂具有协同作用,可以有效的增强它们的抗肿瘤活性,如微管蛋白,Hsp90, EGFR和拓扑异构酶(Topisomerase, Top)抑制剂。因此,设计合成新型的基于HDACs的多靶点抑制剂对抗肿瘤药物的研究具有重要的意义。本论文研究基于HDACs的多靶点抑制剂,主要分为三部分：(1)基于HDACs和Top抑制剂的协同抗肿瘤效应,发现新型拓扑异构酶Ⅰ/ⅡHDACs多靶点抑制剂；(2)基于高通量筛选得到新型Nampt抑制剂NCRC07392,进行系统构效关系和抗肿瘤活性研究；(3)在研究Nampt抑制剂构效关系基础上,进行HDAC/Nampt双靶点抑制剂的设计和抗肿瘤活性研究。一、基于拓扑异构酶Ⅰ/Ⅱ和HDACs的新型多靶点抑制剂研究HDACs抑制剂与拓扑异构酶抑制剂存在一定的协同抗肿瘤作用,课题组前期研究设计合成新型Topl/Top2抑制剂3-胺基-10-羟基吴茱萸碱(B45),具有优秀的体外抗肿瘤活性和良好的体内抑制肿瘤生长活性。本研究以上市药物SAHA和B45为母核,合理拼接,设计合成11个化合物,这些化合物均表现出良好的多靶点抑制活性,部分化合物活性优于阳性药物。其中,化合物8c活性最好,体外抑制肠癌肿瘤细胞活性IC50为0.41μM,能有效诱导细胞凋亡,在5μM时对肿瘤细胞的凋亡率达79.1%。此外,Western blot显示,8c显著增加肿瘤细胞乙酰化组蛋白水平。二、新型Nampt抑制刑的设计、合成与抗肿瘤活性研究基于本课题前期对烟酰胺磷酸核糖转移酶(Nicotinamide phosphoribosyl transferase, Nampt)进行高通量筛选发现的新型Nampt抑制剂NCRC07392。本研究对其结构进行优化,合理设计并合成了一类NCRC07392衍生物,通过化学合成得到15个首次报道的新化合物,其化合物结构经质谱和核磁确证。抑酶活性,结果显示,化合物12对Nampt抑制活性IC50值为170nM,与NCRC07392活性相当,而大多数化合物对Nampt的抑制活性未能得到较大提高,相较与先导化合物而言,基本维持或略有降低活性,体外活性测试结果表明,这些目标化合物大多数对三种肿瘤株显示出了中等及以上的抗肿瘤活性,优于先导化合物,其中,化合物9和10的体外抗肿瘤活性最强,本研究工作进一步丰富了该化合物的构效关系讨论,为该类抑制剂的深入研究奠定了一定的基础。三、基于Nampt和HDACs新型双靶点抑制剂的研究Nampt是一类代谢性靶酶,在机体内与HDACs作用通路存在交叉,其抑制剂与HDACs抑制剂在治疗肿瘤时具有协同作用,设计全新结构类型的HDAC/Nampt双靶点抑制剂,能有效避开单酶抑制剂的缺点,提高抗肿瘤活性。本课题以邻苯二胺类HDAC抑制剂为先导化合物和Nampt抑制剂中三氮唑结构为基础,开展了三氮唑类Nampt-HDAC双靶点抑制剂的设计、合成和抗肿瘤活性研究。首先,保留HDAC抑制剂末端的苯胺结构,通过骨架迁移等方式,将Nampt抑制剂中吡啶及三氮唑结构与其结合得到化合物5a。对5a的Nampt和HDAC抑制作用进行了研究,IC50值分别为15 nM和18.6 nM,进一步对该系列化合物的吡啶基团进行了构效关系研究,发现以吡啶环和带有胺基取代的苯环活性最佳。在此基础上,又对目标化合物末端邻苯二胺结构进行了优化,结果表明当邻苯二胺游离胺基对位被取代时,对Nampt和HDAC的抑制活性降低,当对位没有取代时活性较为突出,5a和10a对Nampt抑制活性IC50值分别达18.6 nM和41 nM,对HDAC的IC50值分别为15 nM和40 nM,并且对三种肿瘤株体外细胞也具有较好的抑制活性。5a是所有化合物中同时对两种酶抑制活性最强的,是一个比较有前景的HDAC-Nampt双靶点先导化合物,值得进一步的结构优化以进一步提高其细胞水平的抗肿瘤活性。
【学位授予单位】：福建中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R914
【图文】：
选用喜树碱作为阳性对照药，测试结果见图１－３。结果显示所有目标化合物在１００逡逑浓度下均能够有效的抑制Ｔｏｐｉ的活性，超螺旋ＤＮＡ未能进行解螺旋。为此，我们将这逡逑些目标化合物进一步的在５０邋＾１１＾１浓度下进行Ｔｏｐｉ抑制实验（图３Ａ），从结果中可＾得逡逑出，带有Ｉ，２，４－啜二嗤类化合物８ａ－ｃ对Ｔｏｐｉ的抑制活性明显要强于其他类型分子化合逡逑物，并且１义４－啜二哇类化合物８ａ－ｃ在该浓度下依然具有很好的Ｔｏｐｉ抑制活性，远与逡逑１，２，４－V讯炖嗷衔铮福幔憔哂泻芎玫奶逋饪怪琢龌钚韵嘁恢隆Ｆ渲校钚宰詈玫乃襄义衔镂哂辛錾栈吹幕衔铮福恪ｅ义媳究翁庾樵谇捌谘芯糠⑾郑馨坊饫秤⒓罨衔铮拢矗靛澹ɑ衔铮保┎唤鍪嵌裕裕铮穑殄义暇哂幸种谱饔茫赡芏裕裕铮穑惨簿哂幸种谱饔谩Ｍü笛榻徊街な担馨坊饫秤⒓铄义希拢矗凳牵裕铮穑楹停裕铮穑驳乃匾种萍粒虼耍颐墙杓坪铣傻乃心勘昊衔锝辛隋澹裕铮穑插义系囊种苹钚允笛椋劳胁辞勺魑粜远哉找Ｈ缤迹常杆荆庑┠勘昊衔镌冢担埃蓿湾义吓ǘ认
本文编号：2739146
【学位授予单位】：福建中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R914
【图文】：
选用喜树碱作为阳性对照药，测试结果见图１－３。结果显示所有目标化合物在１００逡逑浓度下均能够有效的抑制Ｔｏｐｉ的活性，超螺旋ＤＮＡ未能进行解螺旋。为此，我们将这逡逑些目标化合物进一步的在５０邋＾１１＾１浓度下进行Ｔｏｐｉ抑制实验（图３Ａ），从结果中可＾得逡逑出，带有Ｉ，２，４－啜二嗤类化合物８ａ－ｃ对Ｔｏｐｉ的抑制活性明显要强于其他类型分子化合逡逑物，并且１义４－啜二哇类化合物８ａ－ｃ在该浓度下依然具有很好的Ｔｏｐｉ抑制活性，远与逡逑１，２，４－V讯炖嗷衔铮福幔憔哂泻芎玫奶逋饪怪琢龌钚韵嘁恢隆Ｆ渲校钚宰詈玫乃襄义衔镂哂辛錾栈吹幕衔铮福恪ｅ义媳究翁庾樵谇捌谘芯糠⑾郑馨坊饫秤⒓罨衔铮拢矗靛澹ɑ衔铮保┎唤鍪嵌裕裕铮穑殄义暇哂幸种谱饔茫赡芏裕裕铮穑惨簿哂幸种谱饔谩Ｍü笛榻徊街な担馨坊饫秤⒓铄义希拢矗凳牵裕铮穑楹停裕铮穑驳乃匾种萍粒虼耍颐墙杓坪铣傻乃心勘昊衔锝辛隋澹裕铮穑插义系囊种苹钚允笛椋劳胁辞勺魑粜远哉找Ｈ缤迹常杆荆庑┠勘昊衔镌冢担埃蓿湾义吓ǘ认
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