两亲性小分子-阿糖胞苷前药的合成及生物学评价

摘要

阿糖胞苷属于抗代谢类的抗肿瘤药物，其在细胞内由磷酸激酶活化，形成三磷酸阿糖胞苷(Ara-CTP)抑制DNA多聚酶，从而影响DNA合成;也可掺入DNA干扰其复制，使细胞死亡。阿糖胞苷可用于各类白血病治疗，参与诱导治疗及各阶段后续治疗，对成人的急性淋巴细胞白血病特别有效，为治疗急性淋巴性白血病的首选药物。然而，阿糖胞苷如大部分的核苷类似物（如吉西他滨、5-氟尿嘧啶）一般，在药物应用方面存在一定的局限性，主要体现在:分子结构中具有五元糖环，分子极性大，膜通透性较差;在体内易被肠道黏膜和肝脏部位的胞嘧啶脱氨酶脱氨基生成无活性的Ara-U，导致口服生物利用度低;体内半衰期短，临床上主要以静脉滴注方式给药来维持有效的血药浓度，剂量大且毒副作用强。目前尚未见对阿糖胞苷进行结构改造以提高口服生物利用度的报道，研究适合口服给药的阿糖胞苷前药是非常有意义的。
　　目前，对阿糖胞苷的研究主要集中在两方面:(1)增加脂溶性;(2)降低失活率。本课题是研究目的是克服阿糖胞苷的用药障碍、改善药物的脂溶性、增强口服药物吸收、实现药物缓释作用以及提高药物生物利用度等。
　　本论文的主要研究内容如下:
　　1.双亲水头基阿糖胞苷前药的合成及生物评价
　　本课题将阿糖胞苷与辛二酰氯以酰胺健相连，合成具有双亲水头基的阿糖胞苷前药(Ara-R-Ara)，在保护氨基不被脱氨基酶脱氨基失活的同时其分子脂溶性明显高于阿糖胞苷原料药。前药分子结构通过核磁共振氢谱和质谱证实，其熔点为87-89℃，溶解度为761.5μg/ml显著低于阿糖胞苷原料药。PAMPA研究证明，Ara-R-Ara的Pam为17.71×10-6 cm/s，为阿糖胞苷溶液的15.4倍，证明Ara-R-Ara分子透膜性明显高于Ara-C。此外，在细胞毒性试验中，Ara-R-Ara的IC50值(HL60，48h)为0.8329μM显著低于同条件下阿糖胞苷的IC50值(8.837μM)，对于K562细胞系，Ara-R-Ara在24 h和48 h的IC50值(349.46μM，32.78μM)均低于阿糖胞苷(＞1000μM，60.05μM)，表明无论对于急性粒细胞白血病细胞株HL60还是人慢性粒细胞白血病细胞株K562，Ara-R-Ara均展现了较强的敏感性和细胞毒性。
　　2.单亲水头基月桂酸-阿糖胞苷前药的合成及评价
　　本课题首次合成了月桂酸-阿糖胞苷前药分子(LA-Ara)，运用核磁共振氢谱和质谱证实了前药分子的合成。实验测得LA-Ara的油水分配系数为P=8.87±0.367（logP=0.947±0.0180）为Ara-C（P=0.081±0.0132）的110倍，前药LA-Ara的油水分配系数增大，证明前药分子LA-Ara具有更高的脂溶性，更易被胃肠道吸收。同时，实验证明LA-Ara分子在不同pH及人工胃液和人工肠液条件下稳定性较好。TEM结果表明月桂酸-阿糖胞苷前药能在水中自组装形成纤维结构。PAMPA研究结果显示，LA-Ara的Pam为8.84×10-4 cm/s是阿糖胞苷溶液的8.2倍，证明LA-Ara比阿糖胞苷具有更高的透膜性。细胞毒性数据显示，当细胞培养时间为24h时，LA-Ara对HL60和K562细胞的IC50值(59.9μM，101.39μM)均明显小于Ara-C（212.8μM，＞1000μM），LA-Ara对HL60和K562细胞的细胞敏感性和毒性增强，起效快。
　　本实验以Wistar大鼠为实验动物模型口服灌胃给药，沉淀血浆蛋白后，内标法测定血药浓度。实验结果证明，对照组大鼠体内的阿糖胞苷血药浓度水平一直就较低，证明胃肠道对阿糖胞苷的吸收能力不好;实验组大鼠体内检测到LA-Ara的血药浓度一直较低，而同时检测到的阿糖胞苷的血药浓度较高，说明前药以原型形式被胃肠道吸收后，在大鼠体内迅速的转化成母药阿糖胞苷，且阿糖胞苷一直维持的较高的血药浓度。并且，实验组的AUC0-∞值为对照组的32.81倍。综上所述，相对于原料药阿糖胞苷，前药LA-Ara更易被胃肠道吸收进入血液，且以原料药形式发挥疗效，口服前药LA-Ara能显著提高阿糖胞苷在体内的血药浓度，口服阿糖胞苷前药LA-Ara显著提高了阿糖胞苷的口服生物利用度。
　　综上所述，本课题首次合成了两种阿糖胞苷的前药分子，这两种前药分子含有不同长度的亲脂烃链。研究表明，两种前药分子透膜性明显提高，细胞毒性明显增强，证明阿糖胞苷修饰成前药后能有效增强阿糖胞苷的抗肿瘤活性。并且月桂酸-阿糖胞苷前药能在水中自组装形成纤维结构。口服灌胃给药生物利用度明显大于原料药阿糖胞苷。通过研究它们的性质为此类两亲性前药的构建奠定了理论基础。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1 抗代谢肿瘤药

2 前体药物

3 两亲性小分子前药

4 本文设计思路

第二章 双头基阿糖胞苷前药的合成及生物评价

一、实验材料与仪器

1．实验材料

2．主要仪器

二、实验内容

1．阿糖胞苷前药(Ara-R-Ara)的合成及提纯

2．阿糖胞苷前药(Ara-R-Ara)结构鉴定

3．阿糖胞苷前药(Ara-R-Ara)熔点及溶解度的测定

4．阿糖胞苷前药(Ara-R-Ara)溶血毒性考察

5．阿糖胞苷前药(Ara-R-Ara)细胞毒性实验

6．前药Ara-R-Ara的体外透膜性(PAMPA)

三、实验结果与讨论

1．前药Ara-R-Ara结果鉴定

2．前药Ara-R-Ara的熔点和溶解度

3．前药Ara-R-Ara的溶血毒性

4．前药Ara-R-Ara的细胞毒性结果

5．前药Ara-R-Ara的体外透膜性(PAMPA)研究

四、本章小结

第三章 阿糖胞苷-月桂酸前药的合成及体内外评价

一、实验材料与仪器

1．实验材料

2．主要仪器

二、实验方法

1．阿糖胞苷前药(LA-Ara)的合成及提纯

2．阿糖胞苷前药(LA-Ara)结构鉴定

3．阿糖胞苷前药(LA-Ara)溶解度和脂水分配系数的测定

4 LA-Ara聚集行为的研究

5 LA-Ara的稳定性研究

6．月桂酸-阿糖胞苷前药细胞毒性实验

7．前药LA-Ara的体外透膜性(PAMPA)研究

8．前药LA-Ara体内药动学研究

三、实验结果及讨论

1 前药LA-Ara的结构鉴定

3．前药LA-Ara溶解性和油水分配系数的测定结果

4．TEM观察前药的聚集形态

5 LA-Ara的稳定性研究

6．前药LA-Ara的细胞毒性结果

7．前药LA-Ara的体外透膜性(PAMPA)研究

8．LA-Ara前药的体内药动学

结论与展望

一、全文总结

1．双亲水头基阿糖胞苷前药的合成及生物评价

2．单亲水头基月桂酸-阿糖胞苷前药的合成及评价

二、展望

参考文献

致谢

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