新型HDAC抑制劑的設(shè)計與合成及其抗癌活性評價.pdf

1、癌癥是一種高死亡率的惡性疾病，傳統(tǒng)抗癌藥物沒有確定的靶標(biāo)，往往產(chǎn)生嚴(yán)重的毒副作用。近20年來，藥物學(xué)家發(fā)現(xiàn)一類組蛋白去乙酰化酶(HDACs)是癌癥治療的強有效的靶標(biāo)。迄今已有五種HDAC抑制劑被批準(zhǔn)上市，目前被批準(zhǔn)上市的HIDAC抑制劑可分為兩大類:以SAHA為代表的羥肟酸類和以西達本胺為代表的2-氨基苯甲酰胺類。SAHA的抗癌活性強，但對HDAC酶亞型沒有選擇性。西達本胺對HDAC酶亞型有選擇性，但其抗癌活性還有待提高。
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2、DAC抑制劑的藥效團結(jié)構(gòu)共分為三個部分:(1)能夠與HDAC酶Zn2+螯合的ZBG尾部基團，(2)能與HDAC酶表面產(chǎn)生作用力的頭部結(jié)構(gòu)(CAP)，(3)連接ZBG基團和CAP基團的鏈結(jié)構(gòu)。為了獲得更具治療潛力的抗腫瘤候選藥物，本論文針對HDAC抑制劑藥效團的三個部分進行了結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化。論文的主要工作如下:
　　1.設(shè)計合成了一系列以胺或醚為頭部結(jié)構(gòu)的HDAC抑制劑。胺和醚為藥物分子中的常見藥效基團，本論文用胺或醚替換西達本胺的

3、頭部結(jié)構(gòu)，以及用羥肟酸替換西達本胺尾部韻2-氨基苯甲酰胺結(jié)構(gòu)，進行了一系列的結(jié)構(gòu)組合拼接，合成了20個目標(biāo)化合物。篩選出的化合物12a、15a和16a的抗癌細胞增殖活性已經(jīng)明顯優(yōu)于西達本胺?；衔?2a的毒性較小，小鼠單次口服最大耐受量大于2000mg/kg。盡管藥代實驗結(jié)果顯示化合物12a在小鼠體內(nèi)代謝較快，但化合物12a作為HDAC2的強選擇性抑制劑對選擇性HDAC抑制劑開發(fā)具有重要意義，同時在隨后的研究中可以考慮進一步對化合物12

4、a結(jié)構(gòu)優(yōu)化，來提高其藥代性質(zhì)。
　　2.設(shè)計合成了一系列共78個以氨基二硫代甲酸酯為頭部結(jié)構(gòu)的HDAC抑制劑。借鑒天然抗腫瘤活性物質(zhì)中氨基二硫代甲酸酯結(jié)構(gòu)，本課題將氨基二硫代甲酸酯結(jié)構(gòu)引入到HDAC抑制劑的頭部，設(shè)計合成了34個含有氨基二硫代甲酸酯結(jié)構(gòu)的2-氨基苯甲酰胺類化合物。篩選出的最優(yōu)化合物M101，M122和M133的抗癌細胞增殖活性，抑制癌細胞單克隆形成，誘導(dǎo)癌細胞凋亡以及抑制癌細胞的細胞周期活性已經(jīng)明顯優(yōu)于西達本胺。本

5、論文還合成了9個頭部含有取代基的M101衍生物，其中N106和N109具有明顯比M101更優(yōu)的HDACs酶和抗癌細胞增殖活性。由于之前合成的HDAC抑制劑的鏈均為剛性的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，化合物構(gòu)象受到限制。若將剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)變?yōu)槿嵝蕴兼溄Y(jié)構(gòu)，化合物構(gòu)象更易扭轉(zhuǎn)，更有希望得到高活性的化合物。于是本論文合成了一系列以脂肪碳鏈為鏈結(jié)構(gòu)的含有氨基二硫代甲酸酯結(jié)構(gòu)的2-氨基苯甲酰胺類化合物。其中化合物Q111對A549肺癌細胞的抑制活性優(yōu)于西達本胺。小鼠急

6、毒實驗結(jié)果顯示化合物M101、M122和M133的毒性較小，小鼠單次口服最大耐受量均大于2000mg/kg。藥代實驗結(jié)果顯示化合物M101、M122和M133在小鼠體內(nèi)的代謝半衰期較短，以后工作將圍繞優(yōu)化結(jié)構(gòu)提高化合物的體內(nèi)代謝半衰期或通過制劑技術(shù)改善化合物藥代性質(zhì)來進一步開發(fā)抗腫瘤候選藥物。
　　3.設(shè)計合成了DNA/HDAC雙靶標(biāo)化合物。苯丁酸氮芥作為傳統(tǒng)化療藥物是以損傷癌細胞DNA來達到抗癌效果。有研究表明，抑制HDACs酶

7、可以抑制癌細胞對DNA損傷的修復(fù)。于是本課題將氮芥結(jié)構(gòu)與HDAC抑制劑的藥效團羥肟酸進行結(jié)構(gòu)組合，合成了DNA/HDAC雙靶化合物Vorambucil;將氮芥結(jié)構(gòu)與HDAC抑制劑的藥效團2-氨基苯甲酰胺進行結(jié)構(gòu)組合，合成了DNA/HDAC雙靶標(biāo)化合物Chlordinaline。這兩個化合物均獲得了HDACs酶抑制活性，并具有比苯丁酸氮芥更強的DNA損傷活性和抗癌細胞增殖活性。同時Chlordinaline對HDAC3具有較強的選擇性抑制

8、，本論文運用分子對接合理地解釋了這種選擇性抑制活性。此兩種DNA/HDAC雙靶標(biāo)化合物可作為抗腫瘤候選藥物進行進一步開發(fā)，也可作為先導(dǎo)化合物進一步篩選更優(yōu)的DNA/HDAC雙靶標(biāo)化合物。
　　本論文以開發(fā)新型抗癌藥物為目的，綜合運用藥物化學(xué)、生物化學(xué)、計算化學(xué)等交叉學(xué)科，設(shè)計、合成、評價新型HDAC抑制劑?？偣埠铣闪?37個目標(biāo)終產(chǎn)物，所有化合物均通過質(zhì)譜、核磁共振氫譜、碳譜進行了結(jié)構(gòu)確證和高效液相色譜進行純度分析。本論文中合成的