汉防己甲、乙素糖苷化衍生物的设计、合成及抗肿瘤活性研究

摘要

癌症的化疗始于20世纪40年代。至今，FDA已批准大约200种药物用于治疗不同类型的癌症，包括采用单独用药或者是联合用药的方式。在已批准临床使用的抗癌药物中，超过75％的抗癌药物源于天然产物（例如紫杉醇，多柔比星，长春新碱等），或以其基本骨架为母核进行结构修饰得到活性衍生物。通常，大多数化学治疗药物通过损伤DNA，从而抑制癌细胞增殖。但药物的毒性作用是非特异性的，在作用于癌细胞的同时，也作用于机体正常细胞，使用该方法治疗癌症难以避免药物本身存在的副作用及毒性。因此，临床对新型抗癌药物的需求很大。靶向治疗是针对癌症的所特有的基因，蛋白质或有助于癌症生长和存活的组织环境的一种治疗手段。靶向治疗是以更精确、副作用更少的方式来对抗癌细胞。许多靶向治疗手段正在用于治疗癌症，还有一些正在进行临床试验测试。 汉防己甲素（Tetrandrine, Tet）、汉防己乙素（Fangchinoline, Fan）是传统中药粉防己（Stephania tetrandra S. Moore）中分离得到的具有十八元内酯大环的双苄基异喹啉类生物碱，是植物粉防己中重要的两种生物碱成分。近几年来，汉防己甲、乙素在抗肿瘤方面的作用受到越来越多的关注，大量文献中报道汉防己甲、乙素具有较好的抗肿瘤活性，且具有多种抗肿瘤作用机制。前期研究中，本课题组首次发现汉防己乙素具有诱导肝癌细胞自噬性死亡的全新作用机制，且在前期对其进行结构修饰所得衍生物对肝癌细胞株具有良好的体外抑制增殖活性，大部分衍生物的活性优于临床用药索拉菲尼。国内外报道了关于汉防己甲、乙素的常规结构修饰，但基于靶向作用的糖苷化衍生未见报道。 基于此，本课题以汉防己甲、乙素为先导化合物，首先进行常规的磺酰胺类及酯类衍生物的设计，合成汉防己甲素衍生物24个，汉防己乙素衍生物24个。然后对汉防己甲、乙素进行间接糖苷化路线设计，得到间接糖苷化衍生物38个。并经ESI-MS，1H-NMR，13C-NMR等表征其结构。 对所合成的部分衍生物进行体外抗肿瘤活性研究，并对活性较好的化合物进行初步的机制研究。研究结果证明磺酰胺类衍生物S-23对乳腺癌细胞株具有较好的抑制增殖作用，其 IC50值为1.18 μM。SJR 系列化合物对肝癌细胞株MHCC97L表现出良好的抑制活性。 对衍生物S-23的进行移植增殖作用机制进行初步的研究，与实验对照DMSO组比较，S-23能上调BAX、Cleved-PARP蛋白的表达，下调Bcl-xl，Bcl-2， PRAP和Caspase3的表达，且诱导肿瘤细胞凋亡存在一定的浓度依赖关系。

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第一章 前 言

第二章 汉防己甲、乙素糖苷化衍生物的设计、合成

2.1 仪器、主要原料及试剂

2.1.1 仪器

2.1.2 主要原料及试剂

2.2 汉防己甲、乙素糖苷化衍生物的设计

2.2.1 汉防己甲素糖苷化衍生物中间体的合成

2.2.2 汉防己乙素糖苷化衍生物中间体的合成

2.3 叠氮糖配体的制备

2.3.1 1,2,3,4,6-5-O-乙酰基-β-D-葡萄糖叠氮衍生物的设计与合成[96].

2.3. 2 1,2,3,4,6-5-O-乙酰基-β-D-半乳糖叠氮衍生物的设计与合成[96]

2.3. 3 2,3,4-3-O-乙酰基-β-D-阿拉伯糖叠氮衍生物的设计与合成[96]

2.3.4 2,3,4,6-4-O-乙酰基-β-D-甘露糖叠氮衍生物的设计与合成[96]

2.3.5 2,3,4-3-O-乙酰基-β-D-rhamnose azide的设计与合成[96]

2.3.6 2,3,4-3-O-乙酰基-β-D-木糖叠氮衍生物的设计与合成[96]

2.3.7 2,3,4-3-O-乙酰基-β-D-核糖叠氮衍生物的设计与合成[96]

2.3.8 2,3,4,6-4-O-乙酰基-α-D-葡萄糖-(1→4)-2,3,6-3-O-乙酰基

2.3.9 2,3,4,6-4-O-乙酰基-α-D-半乳糖-(1→4)-2,3,6-3-O-乙酰基

2.3.10 3,4,6-3-O-乙酰基-2-脱氧-2-苯二甲酰亚氨基-D-葡萄糖叠氮衍生物的制备

2.4 汉防己甲素糖苷化衍生物的设计、合成

2.4.1 SJR-1及C-1的制备

2.4.2 SJR-2及C-2的制备

2.4.3 SJR-3及C-3的制备

2.4.4 SJR-4及C-4的制备

2.4.5 SJR-5及C-5的制备

2.4.6 SJR-6及C-6的制备

2.4.7 SJR-7及C-7的制备

2.4.8 SJR-8的制备

2.4.9 SJR-9及C-9的制备

2.4.10 SJR-10及C-10的制备

2.5 汉防己乙素糖苷化衍生物的设计、合成

2.5.1 SYR-1及Yc-1的制备

2.5.2 SYR-2及Yc-2的制备

2.5.3 SJR-3及Yc-3的制备

2.5.4 SYR-4及Yc-4的制备

2.5.5 SYR-5及Yc-5的制备

2.5.6 SYR-6及Yc-6的制备

2.5.7 SYR-7及Yc-7的制备

2.5.8 SYR-8的制备

2.5.9 SYR-9及Yc-9的制备

2.5.10 SYR-10及Yc-10的制备

2.7 汉防己乙素常规衍生物的设计、合成

第三章 汉防己甲、乙素衍生物的抗肿瘤活性实验

3.1 实验材料及仪器

3.1.1 仪器与耗材

3.1.2 试剂

.1.3 测试细胞

3.2 体外抗肿瘤活性筛选

3.2.1 细胞复苏

3.2.2 传代培养

3.2.2 衍生物对癌细胞的体外抑制增殖活性测定

3.3 实验结果

3.3.1 汉防己甲素磺酰胺类衍生物抑制活性

3.3.2 汉防己乙素7-OH衍生物的体外抑制活性

3.3.3 汉防己甲、乙素糖苷化衍生物的人体肝癌细胞株的体外抑制活性

第四章 结果与讨论

4.1 化学结果

本论文在本人所在课题组前期研究基础之上，以汉防己甲素、汉防己乙素为原料，设计并合成了四组化合物，各为

4.2 生物学结果

4.2.1 磺酰胺类衍生物的体外抗肿瘤活性

4.2.2 汉防己乙素7-OH衍生物的体外抗肿瘤活性

4.2.3 汉防己甲、乙素糖苷化衍生物的体外抗肿瘤活性

4.2.4 细胞凋亡实验结果

4.2.5 S-23对MDA-MB-231细胞凋亡蛋白的影响

4.3 讨论

4.4 展望

致谢

参考文献

图版