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目的:(1)对抗肿瘤药二乙酰二去水卫矛醇(Diacetyldianhydrogalactitol,DADAG)的合成工艺进行考察,选出合成DADAG的最佳工艺。(2)考察DADAG对六种肿瘤细胞的体外抗肿瘤活性,选出对DADAG最敏感的肿瘤细胞株。(3)研究DADAG诱导人肺癌细胞NCI-H460的凋亡作用,初步探讨其诱导凋亡的可能作用机制。(4)初步探讨DADAG对斑马鱼胚胎发育的影响。方法:(1)以二去水卫矛醇(DAG)为原料与乙酰氯反应,通过改变物料比、时间、温度、溶剂4种条件,计算各条件下合成DADAG的收率;并通过红外(IR)光谱、1H-NMR、13C-NMR谱分析确证化合物结构。(2)DADAG对人肺癌细胞NCI-H460、A549、人肝癌细胞SMMC-7721、Hep G2、人鼻咽癌细胞HNE-1、人胃癌细胞MGC-803体外抗肿瘤活性的筛选:(1)建立六种肿瘤细胞培养体系,采用倒置显微镜观察DADAG对六种肿瘤细胞形态学的影响;(2)采用不同浓度的DADAG处理NCI-H460、A549、SMMC-7721、Hep G2、HNE-1、MGC-803细胞48 h,其中NCI-H460、A549、SMMC-7721、Hep G2细胞药物处理浓度为2.88,5.75,11.50,23.00,46.00μg/m L,同时设置空白组;HNE-1、MGC-803细胞药物处理浓度为11.50,23.00,46.00,69.00,92.00μg/m L,同时设置空白组。采用噻唑蓝比色法(MTT比色法)检测DADAG对六种肿瘤细胞的体外增殖情况,计算六种肿瘤细胞的增殖抑制率及半数抑制浓度IC50,选出对DADAG最敏感的细胞株进行后续研究;(3)采用集落形成实验检测不同浓度的DADAG(0.00,11.50,23.00,46.00,69.00μg/m L)对NCI-H460细胞增殖的影响。(3)DADAG对NCI-H460细胞凋亡的影响:(1)采用吖啶橙/溴乙锭(AO/EB)染色法于荧光显微镜下观察经DADAG处理后NCI-H460细胞凋亡形态学的改变;(2)采用流式细胞术检测DADAG对NCI-H460细胞凋亡的影响;(3)采用流式细胞术检测DADAG对NCI-H460细胞周期的影响。(4)采用Real-time PCR(RT-PCR)技术检测经DADAG作用后,NCI-H460细胞内Bax、Bcl-2、Caspase-3、Caspase-9 m RNA表达水平的变化。(5)初步探讨DADAG对斑马鱼胚胎发育的影响:将受精后6 h(hour post fertilization,hpf)发育正常的斑马鱼胚胎暴露在含有不同浓度的DADAG培养液中,分别在24 hpf、48 hpf、72 hpf阶段观察斑马鱼胚胎的自主抽动次数、心率、孵化率、死亡率及畸形率。(6)统计方法:实验数据均用(?x±s)表示,采用SPSS17.0软件进行统计分析,实验组与空白组之间的比较采用单因素方差分析,结果以P﹤0.05、P﹤0.01或P﹥0.05说明差异是否有统计学意义。结果:(1)当乙酰氯与DAG的用量比为8:1,反应时间4 h,反应温度30℃时,得到的DADAG收率较高。目标化合物的熔点为103~104.5℃,结构经IR与1H-NMR、13C-NMR谱确证,总收率为93.60%,纯度为95%。(2)(1)在倒置显微镜下观察到正常培养的NCI-H460、A549、SMMC-7721、Hep G2、HNE-1、MGC-803细胞均贴壁生长,细胞质透亮,生长状态良好。经DADAG处理后的细胞与空白组细胞比较,细胞形态发生了变化,表现为细胞圆缩、细胞质浓缩、包膜受损,贴壁能力减弱等;(2)不同浓度的DADAG对NCI-H460、A549、SMMC-7721、Hep G2、HNE-1、MGC-803细胞作用48 h的OD值均较空白组低,差异有统计学意义(P﹤0.05)。随着给药浓度的增大,给药组OD值逐渐减小,说明药物对细胞的增殖抑制作用逐渐增强。DADAG作用于NCI-H460、A549、SMMC-7721、Hep G2、HNE-1、MGC-803细胞48 h后的IC50值分别为24.79,47.75,145.39,28.60,49.36,141.29μg/m L;(3)不同浓度的DADAG作用于NCI-H460细胞后,与空白组比较,DADAG处理组的集落形成明显受到抑制,随着给药浓度的增大,集落形成抑制越来越强。(3)DADAG对NCI-H460细胞凋亡的影响:(1)AO/EB染色结果:空白组细胞在荧光显微镜下可观察到核染色质呈绿色,形态正常,细胞质透亮;DADAG处理组细胞在荧光显微镜下可观察到核染色质呈橘红色,且随着给药剂量的增加,被染成橘红色的细胞数增多,细胞形态表现为细胞圆缩,不规则;(2)流式细胞术检测经不同浓度DADAG(0.00,23.00,46.00,69.00μg/m L)作用后细胞凋亡率分别为(13.13±0.87)%,(28.94±0.44)%,(40.06±0.91)%,空白组细胞凋亡率为(5.71±0.88)%,DADAG处理组与空白组比较,细胞的凋亡率显著升高,差异有统计学意义(P﹤0.05);(3)经不同浓度DADAG(0.00,23.00,46.00,69.00μg/m L)作用48 h后,NCI-H460细胞周期中的G1期细胞百分比分别为(71.90±0.96)%,(62.35±1.02)%,(54.24±0.43)%,(32.82±0.87)%,G2期细胞百分比分别为(5.73±0.45)%,(13.23±0.28)%,(22.32±0.28)%,(35.32±0.36)%,S期细胞百分比分别为(19.48±0.47)%,(22.11±0.26)%,(22.80±0.25)%,(26.62±0.45)%。经分析,与空白组比较,DADAG处理后的各组细胞周期内的G1期细胞百分比显著降低,G2期细胞百分比显著升高,差异有统计学意义(P﹤0.05,P﹤0.01);S期细胞百分比无明显变化,差异无统计学意义(P﹥0.05)。(4)RT-PCR结果可知:DADAG作用于NCI-H460细胞48 h后,与空白组比较,Bcl-2的表达量下调,Bax、Caspase-3的表达量上调,Caspase-9的表达变化不明显。(5)DADAG对斑马鱼胚胎发育的影响:与空白组比较,各暴露组24 hpf自主抽动次数减少,48 hpf心率升高,孵化率降低,差异有统计学意义(P﹤0.05)。48 hpf后出现脊椎弯曲,心包出血、心包水肿、色素变浅等毒性症状。斑马鱼胚胎死亡率及畸形率均随着给药浓度的增加,给药时间的延长而增加。结论:(1)以DAG为原料与乙酰氯反应合成DADAG较合适的条件为:乙酰氯与DAG的用量比为8:1,反应时间为4 h,反应温度30℃,其结构经IR、1H-NMR、13C-NMR谱确证。(2)DADAG对NCI-H460、A549、SMMC-7721、Hep G2、HNE-1、MGC-803细胞有明显的生长抑制作用,具有体外抗肿瘤活性;DADAG能诱导NCI-H460细胞产生凋亡,其诱导凋亡的机制可能与Bcl-2下调、Bax上调,Caspase-3被激活有关。(3)DADAG对斑马鱼胚胎发育有毒性作用。