哺乳动物速激肽是一类结构比较保守的神经肽,它们的共同特征是都具有一段高度保守的末端酰胺化的C末端序列-Phe-X-Gly-Leu-Met-NH2。速激肽家族包括SP、NKA、NKB以及2000年新发现的成员Hemokinin-1(HK-1)等。HK-1包含三条肽,大鼠/小鼠HK-1 (r/mHK-1),人HK-1 (hHK-1),人HK-1(4-11)片段(hHK-1(4-11)),我们统称为HKs。他们大多数的生物活性是通过G蛋白偶联受体NK1,NK2和NK3来介导。HKs和研究广泛的SP表现出对于NK1受体的高度的亲和性。与SP不同的是,HKs主要分布在外周组织。SP曾经被报道过可以通过NK1受体来刺激血管生成。但是,HKs作为一个天然存在的外周的SP类似的多肽和NK1受体的优先激动剂,关于它们在血管生成中间的作用却缺乏研究。我们通过一系列的研究,首次证明了HKs与血管生成的关系。内皮细胞(HUVEC)是最常用的研究血管生成的细胞模型,并且有研究报道在HUVEC中间检测到了NK1和NK2受体的mRNA表达。为了模拟生理的条件,我们实验中使用的HUVEC都是新鲜分离自健康婴儿的脐带。结果表明,HKs可以剂量依赖的刺激HUVEC细胞的增殖、迁移、黏附和管样形成。此外,10 nM的HKs可以增加G2/M期和S期的细胞,减少G0/G1期的细胞,表明HKs驱动DNA合成和HUVEC有丝分裂。这些发现都揭示了HKs在内皮系统中具有调节功能。在此基础上,为了进一步确认HKs在体内促进血管生成的影响,我们利用鸡胚尿囊膜(CAM)模型进行实验,发现HKs增加毛细血管床面积和3级血管的数目,但是对于1级和2级血管的数目影响不大,表明KS促血管生成的作用可能是刺激生成小分支血管,而不是促进现有的血管的持续增长。由于体内和体外HKs的促血管生成作用能够被非肽类的NK1受体拮抗剂L-732,138显著抑制,但却不受非肽类NK2受体拮抗剂MEN 10376的影响,所以我们推断,至少在血管内皮系统,HKs通过NK1受体来介导血管生成活性。我们所有的细胞实验HKs都呈现出一种钟形的剂量反应曲线,最大的效应在10 nm或100 nm,而在在1μm或者0.01 nM呈最低效应。同时,进一步研究发现,HKs可以通过NKl受体通路来刺激ERK1/2磷酸化,eNOS的活化和VEGF的表达,这些机制都可能对于HKs所诱导的血管生成作用有所贡献。近年来,癌症仍然严重威胁着人类健康。治疗癌症的主要方法包括手术,放疗和化疗。随着有机化学的飞速发展,化疗已成为肿瘤治疗中发展最快的领域之一。它不仅是肿瘤治疗的辅助手段,而且已经逐渐发展成为最为普遍、有效的方法和手段之一。因而具有潜在抗肿瘤活性化合物的分离、设计合成与改造必将为化疗提供必备基础。6个生理现象被称为癌症发过程中的重要的标志,其中包括维持细胞增殖,回避生长抑制,抗细胞凋亡,从而使DNA复制不断进行,诱导血管生成,激活肿瘤细胞的侵袭和转移。针对这些特定的癌症标志性的生物学现象发展出许多的靶向性的治疗手段,以提高传统化疗的效果。在众多的天然分子,特别是从海洋环境中分离出的化合物中,噻唑杂环无处不在。研究表明噻唑衍生物表现出潜在的抗菌、抗病毒、调节免疫和抗肿瘤的活性。为了开发更有效的噻唑类的抗癌手性类似物,我们合成了一系列新的手性2,4-二取代噻唑酮衍生物。我们首先通过IC50和计算机分析来研究2,4-二取代噻唑酮衍生物的构效关系,发现硝基对于手性2,4-二取代噻唑酮衍生物的活性至关重要,在硝基的存在时修饰R取代基可以进一步的提高生物活性。我们发现最有效的化合物1s可以时间和剂量依赖性的有效抑制五种不同的癌症细胞株的生长,并通过进一步研究可能的下游机制,表明化合物1s诱导的细胞凋亡和以下事件有密切的关系：(1)形态变化,(2)线粒体膜电位(△φm)的降低,(3)激活caspase-3/9,(4)上调内在凋亡因子Bax和下调内在凋亡因子Bcl-2。此外,我们还发现,1s没有显著影响死亡受体Fas和caspase-8的表达。这些结果都说明,化合物1s激活线粒体凋亡途径,但并不影响外在凋亡途径,诱导癌细胞凋亡。并且,化合物1s可以剂量依赖的抑制血管内皮细胞的生长、迁移、黏附和管样形成。为了进一步确认化合物1s的体内抗肿瘤效果,我们进一步实验显示,1s具有显著抑制小鼠体内S-180肿瘤的生长的作用。因此,无论是体外还是体内实验都表明化合物1s的强大的抗肿瘤作用。研究发现炔丙醇结构是许多天然产物及药物分子中重要的手性结构单元,该类化合物表现出广泛的多重生物活性,例如细胞毒性、抗菌杀菌活性、抗癌抗肿瘤、抗HIV活性、多种酶抑制作用等。基于研究组此前所发展的手性Y-羟基炔酸酯的不对称合成方法,我们合成了大量不同结构的手性Y-羟基丙炔酸酯类化合物。首先我们使用六种癌细胞进行大批量筛药,得到IC50后我们进一步分析构效关系,发现芳基取代的化合物要比脂肪基取代的化合物明显表现出更好的活性,2,5位取代基为卤素时活性尤为突出。以此为基础,我们合成一系列结构优化的类似物,其中化合物LS-11和LS-45都表现出极好的抗肿瘤活性。为了深入研究LS化合物抗肿瘤活性的机制,我们进一步进行了细胞周期的分析,结果表明LS-11和LS-45作用24小时后都可以导致细胞大量的停滞在S期,而作用48小时后可以进一步诱导细胞凋亡。随后的实验结果说明LS-11和LS-45化合物不仅能够直接的抑制拓扑异构酶I的活性,而且在细胞水平能够抑制拓扑异构酶I蛋白的表达,所以我们推断LS化合物为强有力的拓扑异构酶I抑制剂。对于LS化合物诱导细胞凋亡的进一步实验表明,引发凋亡途径的原因可能是由于化合物加速引发DNA的断裂。同时我们发现,LS化合物对于凋亡途径的影响主要是降低线粒体膜电位(△φm)、激活caspase-3/9、上调内在凋亡因子Bax、下调内在凋亡因子Bcl-2。这些结果都说明,化合物LS-11和LS-45激活线粒体凋亡途径,诱导癌细胞凋亡。为了进一步确认LS化合物的成药可能性,我们进一步实验显示,LS-11和LS-45具有显著抑制小鼠体内S-180肿瘤的生长的作用。因此,无论是体外还是体内实验都表明LS化合物的强大的抗肿瘤作用。