基于CCR1/3/5受体拮抗剂类似物的设计、合成及在A549侵袭迁移中作用的初步研究

摘要

背景：恶性肿瘤是全球发病和死亡的一个主要原因，在2012年造成820万人死亡，其中，肺癌占据所有癌症死亡病例的20％，是癌症中死亡率最高的，而非小细胞肺癌约占所有肺癌的80%，约75%的患者发现时已处于中晚期，5年生存率很低。目前，非小细胞肺癌治疗效果并不理想，恶性肿瘤的侵袭转移率高是临床上导致大部分病人死亡的最主要原因，目前仍没有好的防治方法。研究发现肿瘤微环境存在大量的细胞趋化因子诱导内环境的间质细胞和癌细胞之间相互作用，所产生的免疫炎性反应促使了肿瘤的增殖、侵袭、粘附。近年来许多研究发现趋化因子CCL5与恶性肿瘤的侵袭、迁移相关。A549细胞属于非小细胞肺癌的一种，它表达的CCR1、CCR3和CCR5受体与CCL5趋化因子结合后能够促使其恶性肿瘤细胞转移至身体其他部位。我们通过计算机辅助药物设计（CADD）中的虚拟筛选、动力学模拟（MD）和结合自由能（MMGB/PBSA）进行先导化合物的筛选以及计算机模拟，并通过合成的先导化合物进行生物活性实验，研究CCR1、CCR3和CCR5受体拮抗剂的结构和抑制非小细胞肺癌侵袭、迁移能力活性之间的关系，对设计出更加有效的CCR1、CCR3和CCR5受体拮抗剂有重大的意义。　　目的：依据CCR5受体的晶体结构，同源模建并优化CCR1/3受体的蛋白结构，运用分子对接、ADMET等虚拟筛选技术，共筛选出六个先导化合物，合成先导化合物并进行CCK8法增殖-毒性检测、Transwell肿瘤侵袭、迁移的研究，研究受体拮抗剂和活性之间的关系。　　方法：⑴针对已筛选的先导化合物和改造的化合物构建其药效团，并通过药效团和CCR5受体以及同源模建的CCR1/3受体进行虚拟筛选。最终又筛选到三个化合物。⑵将这筛选的先导化合物和改造的化合物运用分子动力学研究其结合关系并分析其结合自由能以及氨基酸残基分析。⑶合成化合物，并对其结构和纯度进行鉴定和分析。⑷运用CCK8法对先导化合物和改造的化合物进行细胞增殖-毒性检测。⑸运用Transwell实验研究化合物的抗肿瘤侵袭、迁移能力。　　结果：①构建出其先导化合物的药效团；②同源模建的结构优化后得到稳定的所需CCR1/3受体结构；③成功完成先导化合物、改造的化合物和受体之间的动力学模拟及结合自由能的计算；④合成纯度很高的所需先导化合物和改造的化合物；⑤CCK8法证明先导化合物和改造的化合物均无细胞毒性；⑥Transwell实验证明了化合物具有抗肿瘤侵袭、迁移的作用　　结论：⑴药效团筛选结合动力学模拟等计算机辅助药物设计手段不仅能够节省寻找先导化合物的时间，还能在微观方面研究其拮抗剂和受体之间的结合关系。⑵羧基的取代反应以及羧基衍生物的氨解反应能够合成纯度很高的筛选化合物。⑶对先导化合物和改造的化合物进行生物活性研究，并与动力学实验结果结合分析，发现二者大致相同，我们可以依据动力学实验结果设计出更加有效的CCR1、CCR3和CCR5受体拮抗剂。

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符号说明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容

1.3 拟解决的关键问题、实验方法和技术路线

2.虚拟筛选

2.1 材料与方法

2.2实验结果

2.3结论

3. CCR1、CCR3和CCR5 受体拮抗剂的合成与鉴定

3.1 潜在先导化合物的合成

3.2 潜在先导化合物的合成

3.3 合成实验结果与讨论

3.4 结论

4 潜在先导化合物的体外活性测定

4.1 实验材料

4.2 实验方法

4.3实验结果

4.4讨论

5 全文总结

5.1 本课题的技术创新点

5.2 本研究的问题与展望

致谢

参考文献

附录一 个人简历、在校期间发表的学术论文及取得的研究成果

附录二

附录三