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肿瘤已经成为威胁人类生命健康的第二大杀手,尤其我国近年来,肿瘤的发病率成逐年上升趋势。有一些肿瘤缺乏有效的治疗药物,急需开发高效低毒的抗肿瘤药物。喜树碱类药物是目前临床使用的的五大抗肿瘤药物之一,其作用机理为专一性抑制拓扑异构酶I(Top I),先后有伊立替康(irinotecan)、拓扑替康(topotecan)上市,现在有一大批喜树碱衍生物正处于临床和临床前研究。这方面的研究仍是目前抗肿瘤药物的热门领域。
因此,本文选择以设计合成喜树碱新型衍生物为研究内容,测试其体内外抗肿瘤活性、抑制Top I活性以及E内酯环稳定性,寻找有效的抗肿瘤药物。我们以10-羟基喜树碱和10-羟基-7-乙基-喜树碱为原料,通过Claisen重排、催化氢化、氧化等一系列反应,合成了五类结构新颖的喜树碱衍生物:1)9-烷基-10-羟基喜树碱类衍生物;2)7-烷基-9-烷基-10-羟基喜树碱衍生物;3)水溶性喜树碱衍生物;4)六环类喜树碱衍生物;5)脂溶性喜树碱衍生物。
在喜树碱的9位引入小的烷基,所形成的衍生物相对于10-羟基喜树碱在体内外抗肿瘤活性、体内毒性、抑制Topl的酶活性、E内酯环稳定性都有很大改善。其中化合物L2尤其突出,对于大多数细胞株,体外活性达到或超过SN-38;在A549裸鼠模型中,获得了2.3%的T/C(相对肿瘤生长率),活性好于伊立替康,而表现的毒性却较小。在7、9位同时引入小的烷基,形成的衍生物抗肿瘤活性较好,但E内酯环稳定性却不如分别在7位或9位引入小的烷基。在9位引入多羟烷基和烷胺基乙基,形成了水溶性的衍生物,也表现出了较好的体外活性。在9、10位并呋喃环、二氢呋喃环形成了一类六环衍生物,展示了很高的体内外活性。在9位引入大的脂溶性基团,活性得到保持,溶解性得到很大改善。
上述的结果说明在喜树碱的9位可以引入不同大小、不同极性的基团,而保持活性,但小的烷基更有利。其中大部分化合物均表现出了很高的体内外活性、抑制Top I酶的活性,有的化合物E内酯环稳定性也得到了很大提高。尤其是化合物L2及其前药L-P都是极具开发前景的化合物,L-P目前处于全面的临床前研究。