双(α-呋喃甲酸)氧钒作为抗癌药物的新用途

摘要

本发明涉及一种钒的配合物-双(α-呋喃甲酸)氧钒作为抗癌药物的新用途。钒为人体必需的微量元素，双(α-呋喃甲酸)氧钒是一种以糠醛在人体内的代谢产物α-呋喃甲酸为配体的氧钒配合物，是一种潜在的抗糖尿病药物。研究发现：α-呋喃甲酸对癌细胞有强大的杀灭作用，IC

说明书

技术领域

本发明涉及一种钒的配合物-双(α-呋喃甲酸)氧钒作为抗癌药物的新用途，属于医药技术领域。

背景技术

恶性胞肿瘤是一直是威胁人类健康和生命的重大疾病，目前临床上主要依赖三大手段来治疗，即手术治疗、放射治疗和化学治疗，但治疗效果仍非常有限[韩锐, 孙燕. 新世纪癌的化学预防与药物治疗. 人民军医出版社，北京: 2006, 3-11]。化学治疗的基础是抗癌药物，在常用的70多种抗癌药物中，以如下的顺铂结构式为代表的铂类药物占有重要的位置，已广泛用于肺癌、卵巢癌、结肠癌等常见肿瘤的一线治疗，约占所有癌症化疗方案中的50%[ Kelland L. The resurgence of platinum-based cancer chemotherapy. Nat Rev Cancer, 2007, 7, 573 -584]。尽管如此，目前临床应用铂类抗癌药物还存在两大障碍：毒副反应和耐药性的产生[Rabic C A, Dolan M E. Molecular mechanisms of resistance and toxicity associated with platinating agents. Cancer Treat Rev, 2007, 33, 9-13]。在化疗过程中，癌细胞对既往使用过的铂类药物不敏感、产生耐药性，而耐药性的产生严重降低药物的疗效，导致用药剂量的增加，这又加重了药物的毒副反应，最终造成化疗的失败。因此，寻找能克服或降低癌细胞耐药的新型无机抗癌药物一直是抗癌药物研究的重要方向之一[Galanski M, Jakupec M A, Keppler B K. Update of the preclinical situation of anticancer platinum complexes: novel design strategies and innovative analytical approaches. Curr Med Chem. 2005, 12, 2075 -2094]。

，顺铂的结构式。

钒是人体必需的微量元素，早在1985年加拿大科学家McNeill发现钒的化合物在葡萄糖的代谢过程中起着重要作用，具有多样化的生物学效应尤其是类胰岛素效应和抗癌作用[Heyliger C E, Tahiliani A G, McNeill J H. Effect of vanadate on elevated blood glucose and depressed cardiac performance of diabetic rats. Science 1985, 227: 1474-1477]，这一发现引起了国内外的广泛关注，人们竞相研制和发展钒类抗糖尿病药物和抗癌药物[杨晓改,王琴,刘竟成,王夔.从钒化合物生物效应的多样性看其作用机制.化学进展,2009, 21(5), 890-895]。特别是在钒类抗糖尿病药物方向，2005年由加拿大British Columbia 大学研制的有机钒抗糖尿病药物BEOV-双（乙基麦芽糖酚）氧钒（BEOV的结构式）作为第一个钒类药物在英国进入期临床试验，取得了成功[Sakurai H, Yoshikawa Y, Yasui H. Current state for the development of metallopharmaceutics and anti-diabetic metal complexes, Chem. Soc. Rev. 2008, 37: 2383-2392;. Katherine H, Thompson, Chris Orvig. Vanadium in diabetes: 100 years from Phase 0 to Phase I. J. Inorg. Biochem. 2006, 100: 1925-1935]，2007年11月BEOV作为口服胰岛素调节剂在美国进入期临床试验，2009年发布的a试验结果令人兴奋[Katherine H T, Jay L, Carl L B, Michael C S, John H M, Chris O. Vanadium treatment of type 2 diabetes: A view to the future. J. Inorg. Biochem. 2009, 103: 554–558]，与此同时，多年来全世界科学家一直致力发展钒类抗癌药物[Irena K. Titanium and vanadium complexes as anticancer agents. Anti-Cancer Agents Med Chem, 2009, 9, 827-842; Anupam B, Abhijeet W, Mehool A P, Malay C. Vanadium in the detection, prevention and treatment of cancer:The in vivo evidence. Cancer Lett, 2010, 294, 1-12]，合成并评价大量的钒的化合物，但均未发现优于顺铂的钒类化合物，进展非常缓慢。 

，BEOV的结构式。

发明内容

本研究组公开了一种治疗糖尿病的钒的化合物BFOV -双(α-呋喃甲酸)氧钒如下BFOV的结构式-VO(C₅H₃O₃)₂ ZL 00 1 28053.8]，它是以糠醛在人体内的代谢产物α-呋喃甲酸为配体的有机钒配合物，为非离子型配合物，具有很好的水溶性和化学稳定性。前期研究表明，BFOV对四氧嘧啶和STZ诱导的1型糖尿病动物、高脂高糖+小剂量STZ诱导的2型糖尿病动物，均能明显降低其血糖、促进糖原合成和改善脂代谢紊乱[谢明进，刘伟平，李玲，陈植和. 双(α-呋喃甲酸)氧钒的合成和抗糖尿病活性. 化学学报, 2002, 60(5):892-896; Xie MJ, Gao LH, Li L, Liu WP, Yan SP. A new orally active antidiabetic vanadyl complex- bis(α-furancarboxylato)oxovanadium(Ⅳ). J. Inorg. Biochem. 2005, 99(2): 546-551.]， 而且双(α-呋喃甲酸)氧钒的毒性明显低于国外正在临床试验的同类化合物 BEOV，但连续灌胃给予20mg/kg/d(有效剂量)后，大鼠出现毒副反应和钒在体内的积累明显低于BEOV，有望成为抗糖尿病的另一种钒类药物。

本发明目的是提供双(α-呋喃甲酸)氧钒的一种新用途，其特征在于双(α-呋喃甲酸)氧钒具有很强的抗癌活性、相对小的毒性，可作为抗癌药物，用于肺癌和卵巢癌的治疗。

最近，我们还发现双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）对多种人癌细胞（肺癌细胞A549，卵巢癌细胞SK-OV-3, 胃癌细胞SGC-7901, 结肠癌细胞 HCT-116 ）有很强的抑制作用，半数抑制浓度均小于15μM，特别是对卵巢癌，其活性高于顺铂，并且对耐受顺铂的肺癌细胞（A549/DDP）和卵巢癌细胞也具有高的活性。我们还发现，双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）对人正常细胞（Beas-2B）的毒性小于顺铂，对小鼠的急性毒性也小于顺铂，因此它作为抗癌药物，具有重大的应用前景。

 

,

BFOV的结构式-VO(C₅H₃O₃)_2.

双(α-呋喃甲酸)氧钒对人肺癌细胞和卵巢癌细胞有很高的抑制活性，优于目前临床上广泛使用的金属抗癌药物顺铂，同时毒性小于顺铂，还具有水溶性好、稳定的优点，可用于临床治疗肺癌和卵巢癌。

附图说明

图1为 双（a-呋喃甲酸）氧钒（BFOV）批量合成的工艺流程。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明

（1）双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）的合成

      在文献[谢明进，刘伟平，李玲，陈植和. 双(α-呋喃甲酸)氧钒的合成和抗糖尿病活性. 化学学报, 2002, 60(5):892-896]报道的实验室制备方法的基础上，通过优化和改进，获得如图1所示的批量合成技术。称取22.4 g, 0.2mol) a-呋喃甲酸，溶于150ml水中，加入碳酸钡(19.7 g, 0.1 mol)，在45℃下反应5 h，得到无色的清亮溶液（1）。 准确取储备的1.0 mol/L VOSO₄溶液 101ml (相当于0.101mol)与上述溶液在室温下混合并搅拌反应至用硫酸钠检查不到有游离的钡离子存在为止，这部反应一般需要3-4个小时。过滤除去生成BaSO₄, 母液冷冻干燥得到绿色的双(a-呋喃甲酸)氧钒晶状粉末约30克，产率93%，纯度大于98%，可溶性钡盐的含量小于10ppm。元素分析和结构分析符合VO(C₅H₃O₃)₂·2H₂O。

（2）双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）的抗癌作用

以水为溶媒、以顺铂(cisplatin)为阳性为对照药品，采用MTT法测定双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）对人非小细胞肺癌细胞株A549、人卵巢癌细胞株SK-OV-3生长的抑制作用，平行测定3次，药物与癌细胞的作用时间72小时。计算药物抑制癌细胞生长的半数浓度IC₅₀。采用同样的试验方法，测定双(α-呋喃甲酸)氧钒对耐受顺铂的人非小细胞肺癌细胞株A549/DDP、人卵巢癌细胞株SK-OV-3/DDP生长的抑制作用。从IC₅₀的大小（表1）可知, 双(α-呋喃甲酸)氧钒和顺铂均对A549、SK-OV-3有很强的抑制作用，IC₅₀<10μM，抗癌活性BFOV >cisplatin;对于耐受顺铂的癌细胞株A549/DDP、SK-OV-3/DDP，顺铂活性明显减低，IC₅₀>10μM, 然而，双(α-呋喃甲酸)氧钒对这两株癌细胞的活性更高，显示出完全克服癌细胞顺铂耐药的能力。

表1.双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）抑制癌细胞生长的IC₅₀

        (n=3, t=72h)

（3）双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）的毒性

  1）对人正常肺上皮细胞的毒性

以水为溶媒、以顺铂(cisplatin)为阳性为对照药品，采用MTT法测定双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）对人肺支气管上皮细胞Beas-2B生长的抑制作用，计算半数抑制浓度IC₅₀，平行测定3次，药物与细胞的作用时间72小时。结果见表2. 双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）对人肺支气管上皮细胞Beas-2B生长的半数浓度IC₅₀为16μM，明显大于顺铂的2.61μM，说明双(α-呋喃甲酸)氧钒对正常细胞的毒性小于顺铂。

表2.双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）抑制正常细胞生长的IC₅₀

        (n=3, t=72h)

2）对小鼠的急性毒性

选择健康的昆明小鼠50只，雄雌各一半，体重在18-22g，随机分为5组，每只10只，给药前动物禁食约8小时，双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）用5%葡萄糖溶液溶解，动物按0.2ml/10g体重进行小鼠尾静脉给药，给药后连续观察14天动物的中毒反应和死亡情况，并计算药物的半致死量LD₁₀、 LD₅₀。 

另外，选择健康的昆明小鼠50只，雄雌各一半，体重在18-22g，随机分为5组，每只10只，给药前动物禁食约8小时，顺铂（cisplatin）用生理盐水溶解，动物按0.2ml/10g体重进行小鼠尾静脉给药，给药后连续观察14天动物的中毒反应和死亡情况，并计算药物的半致死量LD₁₀、LD₅₀。

从表3的测定结果可知，双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）致小鼠10%死亡的剂量LD₁₀为17.1 mg/kg、致50%死亡的剂量LD₅₀为22.3 mg/kg，这两组数据分别均大于顺铂的LD₁₀、LD₅₀，

说明静脉注射给药双(α-呋喃甲酸)氧钒的急性毒性小于顺铂。

表3.双(α-呋喃甲酸)氧钒（BFOV）急性毒性