微管蛋白抑制剂在治疗恶性肿瘤方面发挥着重要的作用,用在临床上的微管蛋白抑制剂多为靶向长春碱结合位点和紫杉醇结合位点。然而,这两种类型的微管蛋白抑制剂毒副作用比较大,且大多数来源于植物,较难提取,复杂的化学结构让其合成也变得比较困难。靶向秋水仙碱位点的微管蛋白抑制剂由于独特的生物学作用和简单的化学合成有望克服上述缺点。目前还没有秋水仙碱类微管蛋白抑制剂上市。因此,研究具有新型结构的秋水仙碱位点微管蛋白抑制剂具有重要意义。本论文以微管的秋水仙碱结合位点为靶点,选取了多种具有抗肿瘤活性的结构片段,采用药物分子杂交策略共设计合成了3个系列的化合物。对于所合成的化合物,选取四种细胞系HepG2（人肝癌细胞）、A549（人肺癌细胞）、U937（人白血病细胞）和Y79（人视网膜母细胞瘤）,采用CCK8法和SRB法进行体外抗增殖活性评价,并筛选出其中具有广谱及最优抗增殖活性的化合物8p进行初步的抗肿瘤作用机制研究。本论文具体研究内容如下:一、基于3,4,5-三甲氧基苯基片段与秋水仙碱疏水口袋的相互作用,异噁唑、异噁唑啉、吡唑啉、α,β不饱和肟结构片段对于构象的维持,以及苯并呋喃、苯并噻吩、萘环、喹啉环、吲哚环等多种芳香杂环表现出潜在的抗肿瘤活性进行结构设计。将上述三种药效团亚单位进行合理的杂交,设计合成了3个系列的化合物。体外抗增殖活性结果表明,系列Ⅰ和系列Ⅱ化合物表现出了非常微弱的抗增殖活性,而以α,β不饱和肟为连接基的系列Ⅲ化合物在HepG2和U937细胞上表现出了突出的抗增殖活性,且在3个系列化合物中,吲哚环的活性均好于其他杂环。二、基于系列Ⅲ良好的抗增殖活性,从中筛选出了活性最好的化合物8p(IC50=65～251n（44）)进行初步的抗肿瘤机制研究。分子对接实验揭示了化合物8p能插入秋水仙碱的疏水口袋及与周围氨基酸残基发生极性相互作用;微管聚合和免疫荧光实验证实了8p通过破坏微管的网状结构,抑制微管聚合,干扰细胞有丝分裂纺锤体的正常形成;周期和凋亡实验显示8p阻滞HepG2细胞在G2/M期,最终诱导细胞凋亡,从而发挥抗肿瘤作用;划痕和Transwell小室实验证明化合物8p能以剂量依赖的方式抑制HepG2细胞的迁移和侵袭。综上所述,本论文共设计合成了51个结构全新的化合物,这些化合物均通过NMR和HR-MS进行结构确证,同时通过体外抗增殖活性评价实验筛选出了一个具有显著抗增殖作用的化合物进行初步的抗肿瘤作用机制研究。这是对靶向秋水仙碱位点的微管蛋白抑制剂的重要补充,对之后开发更高效低毒的小分子抑制剂具有重要指导作用。