聚醚类抗生素是Ⅰ型PKS产生的聚酮产物中的一类非常重要的天然产物,长期以来被作为理想的抗球虫病药物,这类药物具有作用方式独特,用量少、无残留,以及不易产生耐药性等特点,因此在畜牧业中得到广泛的应用。到现在为止人们已发现了超过120多个聚醚类抗生素,目前市场上使用的聚醚类抗生素主要为:莫能霉素、盐霉素、沙洛菌素、马杜拉霉素以及甲基盐霉素等。它们不仅作为抗球虫病药物以及促生长剂,而且研究发现还具有抗肿瘤作用,比如盐霉素(salinomycin)具有抑制肿瘤干细胞的能力,且其效率要比临床一线用药紫杉醇强于100倍以上。因此聚醚类抗生素可能是一类尚未被开发的具有非常良好的抗肿瘤活性的化合物库。聚醚类抗生素按照结构来分可分为两大类,其中一类为不带糖基的聚醚抗生素,比如盐霉素、莫能霉素等;另一类是糖基聚醚抗生素;比如南昌霉素(nanchangmycin)和马杜拉霉素(maduramycin),我们先选择了盐霉素作为非糖基聚醚类的代表、马杜拉霉素以及南昌霉素糖基聚醚类中两个大类的代表,对它们进行生物活性测试发现盐霉素的IC50为2.85 μmol/L,马杜拉霉素的IC50为4.54μmol/L,南昌霉素的IC50为0.28μmol/L。因此可以推测在糖基聚醚类了中存在某些尚未开发的具有比已发现的聚醚抗生素盐霉素更好的生物活性。为了进一步确定糖基聚醚类抗生素的生物活性是否与糖基相关,因此我们对南昌霉素进行脱羰基处理得到无糖基的南昌霉素(Deglycosyl-J1-001-1),再次进行抗肿瘤活性检测发现南昌霉素的生物活性是有糖基的存在而发挥了抗肿瘤效果的。在聚醚类抗生素中,我们发现糖基聚醚类抗生素占整个聚醚抗生素的三分之一以上,而在糖基聚醚类抗生素中,以马杜拉霉素(maduramycin)为代表的糖基聚醚抗生素有29个;而以南昌霉素(J1-001-1)为代表的糖基聚醚抗生素有16个。而在上面的实验得到的结果看到马杜拉霉素对肿瘤细胞的增殖效果及细胞活性不及南昌霉素(J1-001-1)。因此我们以南昌霉素(J1-001-1)为模型,对照南昌霉素的母环为模板,以及糖基的特点,选择了如下四个不同的糖基聚醚类抗生素南昌霉素(J1-001-1)、A-130-A(J1-001-2)、Endusamycin(J1-001-3)以及CP-80,219(J1-001-4)作为我们的候选研究对象。我们首先采用无血清悬浮细胞培养法建立乳腺癌肿瘤干细胞模型,将肿瘤干细胞比例提高至25%左右,在该模型中发现糖基聚醚类抗生素不仅能够抑制乳腺癌肿瘤干细胞的生长;还对不同的肿瘤细胞表现出十分明显抗肿瘤活性,特别A-130-A(J1-001-2)对淋巴瘤细胞 DOHH2(4.4×10-10M)、白血病细胞 MV-4-11(7.2×10-10M)、横纹肌肉瘤细胞 A-204(3.94×10-9 M)、骨癌细胞 MG-63(8.5×10-9 M)、肝癌细胞 Hep3B(8.68×10-9M)以及脑癌细胞 U-87-MG(8.63×10-9M)都展示出良好的抗肿瘤活性。蛋白质组学信息揭示了糖基聚醚抗生素可以通过影响肿瘤细胞内多达10条信号通路导致细胞丧失增生、诱导细胞凋亡自噬、抑制细胞干性以及转移侵袭等特点,通过采用western blotting方法验证了其中5条信号通路wnt/β-catenin、Hippo、Ca2+、白噬以及凋亡,我们推测糖基聚醚抗生素本身作为离子载体可引起肿瘤细胞内钙离子浓度身高导致线粒体活性氧积累、细胞色素c(cytochrome c)进入细胞质内,触发Caspase级联反应,诱导细胞发生凋亡。裸鼠体内实验表明南昌霉素在对耐紫杉醇的MCF-7细胞发挥出十分显著的抑制效果。这些信息表明糖基聚醚类抗生素是一类值得开发成为抗肿瘤药物的药物库。为了获得上述糖基聚醚的化学修饰方法,我们首先以盐霉素作为研究对象进行探索,研究者们发现盐霉素可以通过多种方式发挥抗肿瘤机制包括盐霉素作用于肿瘤干细胞以减弱其自我更新和耐受细胞毒药物的能力;下调与耐药性相关蛋白,抑制Wnt/β-catenin信号通路;导致细胞内活性氧积累,下调Akt/NF-KB信号通路等,但还无法确认盐霉素的真实作用机制,为了对盐霉素的机制研究更深入,药物化学工作者从盐霉素的结构出发,对盐霉素进行进行化学改造,包括对盐霉素的羧基、三个羟基以及双键位置,发现对C20进行修饰后,可以提高盐霉素的抗肿瘤活性。本文以盐霉素的羧基端以及C20位羟基为修饰官能团,采用click chemistry为核心进行修饰合成了三个系列盐霉素衍生物共19个化合物。以乳腺癌细胞株MCF-7(ER阳性)和MDA-MB-231(三阴性)为模型,对这些化合物发现抗肿瘤活性测试,发现在羧基端,随着C链的延伸,IC50值越来越低,说明在羧基端的延长碳链是有利于发挥抗肿瘤活性的;在C20位羟基端引入三唑氮集团时,不影响盐霉素的活性,而且有不同程度的提高;同时在位置通过click chemistry反应合成盐霉素的二聚物对MCF-7细胞的抗肿瘤活性提高了3.27-4.97倍,而对MDA-MB-231没有多大效果。本文通过以click chemistry反应为核心,得到了一些盐霉素的衍生物获得较好的抗肿瘤效果,以期为开发糖基聚醚类抗生素的有效修饰奠定基础。