膦酸肌醇类衍生物的合成和核酸纳米颗粒的构建研究

摘要

磷酸肌酸类化合物作为第二信使在一系列的生命活动中发挥了重要的生理学功能。通过各类磷酸酶的去磷酸化和激酶的磷酸化，磷酸肌醇类化合物具有极为复杂的代谢网络。各种病变因素的产生都会打破这种代谢的平衡，从而引发一系列的疾病。大量研究发现在许多肿瘤细胞中由磷酸肌醇参与的PI3K/AKT/mTOR的信号通路是处于非调控状态的。于是有大量的研究工作以发现该通路中所包含的各类磷酸酶/激酶的激动剂和拮抗剂为目标，希望开发出具有较高抗癌活性的药物先导化合物。
　　 本文的前部分工作正是基于磷酸肌醇骨架的膦酸化修饰而展开的，我们采取了保留肌醇氧原子的膦酸化修饰手段，成功得到了15种膦酸肌醇的类似物。然后将其进行了对非小细胞肺癌细胞的生长抑制活性筛选，得到了6种抑制活性在30％以上的化合物。同时与其他修饰类型的衍生物的活性进行比较，由此得出的构效关系对于后续的抗癌药物先导化合物的研发具有一定的指导意义。
　　 双链核酸由于其具有优异的碱基互补配对的性质，从而被大量应用于纳米材料的构建领域。同时，具有一定纳米尺寸的核酸复合物，也是一种很好的潜在的核酸药物如siRNA的载体和给药形式。然而，如何提高核酸的给药性能一直是核酸药物研发中需要重点考虑的问题。大量研究表明，构建核酸纳米颗粒可以在一定程度上提高其稳定性和跨膜能力。
　　 本文的后部分工作正是以构建核酸纳米颗粒为目标进行展开的。首先我们采用经典的巯基迈克尔加成的方式成功构建了三种不同长度的核酸Trimer，并通过严格的退火操作，自组装成在原子力显微镜(AFM)和激光动态光散射(DLS)表征中具有一定尺寸范围的核酸纳米结构。为了实现对此微球结构的表面孔洞进行可控开关的操作，我们在核酸序列中引入了限制性内切酶位点。通过酶切和T4连接酶的连接，我们能够较好地实现对其结构的复原，这样的一种技术能够被应用于内部包裹的尝试性研究中。最终，我们希望将这样一套成熟的构建核酸纳米颗粒的体系应用于对核酸药物的负载和传递的研究中去。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 第一部分研究背景

第一节 信号分子—磷酸肌醇

1．1．1 肌醇

1．1．2 磷酸肌醇

第二节 磷酸肌醇和磷脂酰肌醇的代谢网络

1．2．1 磷酸肌醇和磷脂酰肌醇代谢网络介绍

1．2．2 磷酸肌醇代谢紊乱而引发的疾病

第三节 该部分工作的研究意义及研究目标

1．3．1 研究意义

1．3．2 研究目标

第二章 膦酸肌醇类衍生物的合成

第一节 实验设计

第二节 实验部分

2．2．1 实验仪器与试剂

2．2．2 实验操作及化合物表征

第三节 结果与讨论

2．3．1 含有一个碳的膦酸化研究

2．3．2 含有两个碳的膦酸化研究

第三章 对非小细胞肺癌细胞的生长抑制活性研究

第一节 实验设计

第二节 实验部分

3．2．1 实验原理

3．2．2 实验仪器与试剂

3．2．3 实验操作

第三节 结果与讨论

第四章 第一部分总结及展望

第一节 总结

第二节 展望

第五章 第二部分研究背景

第一节 核酸纳米材料

5．1．1 纳米材料简介

5．1．2 核酸类纳米材料的种类及构建方法

第二节 纳米材料应用于siRNA给药体系的研究进展

5．2．1 RNAi简介

5．2．2 siRNA给药体系研究进展

5．2．3 被应用于siRNA给药体系的核酸纳米材料研究

第三节 该部分工作的研究意义及研究目标

5．3．1 研究意义

5．3．2 研究目标

第六章 核酸纳米颗粒的构建方法及表征

第一节 实验设计

第二节 实验部分

6．2．1 实验仪器与试剂

6．2．2 实验操作

第三节 结果与讨论

6．3．1 DNATrimer的制备研究

6．3．2 Trimer的退火条件研究

6．3．3 DNA纳米颗粒的精细结构研究

第七章 具有限制性内切酶位点的核酸纳米颗粒的构建

第一节 实验设计

第二节 实验部分

7．2．1 实验仪器与试剂

7．2．2 实验操作

第三节 结果与讨论

7．3．1 限制性内切酶的切割研究

7．3．2 T4连接酶的连接研究

第八章 核酸纳米微球内部包裹研究

第一节 实验设计

第二节 实验部分

8．2．1 实验仪器与试剂

8．2．2 实验操作

第三节 结果与讨论

第九章 第二部分总结及展望

第一节 总结

第二节 展望

参考文献

致谢

附录

附录A 部分化合物核磁谱图

附录B ESI-TOF-MS质谱谱图

个人简历