新型微管蛋白抑制剂的研发和抗肿瘤机制研究

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1、南方医科大学2010级博士学位论文新型微管蛋白抑制剂的研发和抗肿瘤机制研究AnovelclassoftubulininhibitorswithpromisinganticanceraCtlVltleS●■■●●学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院席菁乐罗荣城教授ZiweiHuang教授肿瘤学委托培养博士研究生第一临床医学院2013年3月20日广州博士学位论文新型微管蛋白抑制剂的研发和抗肿瘤机制研究背景与目的：研究博士研究生：席菁乐指导老师：罗荣城教授ZiweiHuang教授摘要微管是构成细胞骨架的主要成分，存在于所有的真核细胞

2、中，与其他蛋白共同组装成纺锤体、中心粒、鞭毛、神经管等多种结构。正常条件下，微管的聚合和解聚保持着动态平衡，因此细胞分裂高度可控，进展有序。这种不稳定的动力学特性使得微管在维持细胞形态、细胞迁移、细胞有丝分裂、胞内物质的输送及信号传导等细胞关键生物学过程中具有重要调节功能。微管在细胞分裂前期聚合成为纺锤体，而纺锤体在细胞有丝分裂过程中牵引染色体向两极移动进入至两个子细胞中，从而完成细胞增殖。由于微管在细胞有丝分裂过程中承担的重要作用，微管蛋白逐渐成为医药工作者研究与开发抗癌药物的重要靶点之一，而以微管蛋白为靶点的微管蛋白抑制剂也已成为临床证

3、实有效的抗肿瘤药物。该类抑制剂的作用机制是在快速分裂的肿瘤细胞中，通过抑制微管蛋白的聚合或者促进微管蛋白的聚合而干扰细胞的有丝分裂过程，使细胞有丝分裂中断，停滞于M期，从而导致肿瘤细胞发生凋亡，发挥抗肿瘤作用。根据作用机制的不同，微管蛋白抑制剂可分为两大类：①抑制微管蛋白聚合的微管蛋白解聚剂，如秋水仙碱类和长春碱类化合物；②促进微管蛋白聚合中文摘要的微管蛋白聚合剂，如紫杉醇及其类似物，埃博霉素及其类似物。根据微管蛋白抑制剂在微管蛋白上的作用位点的不同，微管蛋白抑制剂又可分为3种类型：①作用于秋水仙碱位点的微管蛋白抑制剂；②作用于长春碱位点的

4、微管蛋白抑制剂；③作用于紫杉醇位点的微管蛋白抑制剂。目前，长春碱和紫杉醇位点微管蛋白抑制剂类药物已在肿瘤临床治疗方面占据了重要地位，紫杉醇更是已成为肺癌、乳腺癌和卵巢癌的重要一线治疗药物。然而，和其他抗肿瘤药物一样，难以耐受的副作用及用药后耐药性的出现限制了微管蛋白抑制剂的临床使用。因此，开发新型的具有更强活性、更低毒性、并且对多药耐药肿瘤细胞更有效的新型微管蛋白抑制剂具有很大的应用前景。HAl4．1是本博士论文作者的导师之一ZiweiHuang教授等研发的小分子化合物，是世界上第一例报道的Bcl．2抑制剂，能够强有力地诱导乳腺、结直肠癌、

5、肾癌、宫颈癌、脑胶质瘤、白血病等多种肿瘤细胞系发生凋亡。在后续的研究中，我们发现HAl4．1不仅能够通过诱导活性氧(ROS)产生、细胞色素C释放、半胱天冬酶Caspase．9／．3活化这一信号途径而诱导凋亡，在其药物浓度大于lOpM时，还可以作用于微管蛋白秋水仙碱位点抑制微管蛋白聚合。我们将HAl4．1作为母体药物对其进行结构改构，设计并合成了一系列新型HAl4．1类似物(2-amino．4．phenyl．4H-chromene一3．carboxylateanalogs)，命名为mHAl．19，并对其中抗肿瘤活性较强的mHAl，6，11进行

6、了后续的生物学评价和抗肿瘤机制研究。这些新型化合物表现出更强的抗肿瘤活性和更好的稳定性。肿瘤细胞在接受药物处理后逐渐出现包括细胞变长、不对称及出现长伪足等细胞形态学改变，与HAl4．1处理细胞后迅速表现出细胞缩小、核固缩、凋亡小体出现等细胞凋亡的典型改变截然不同。这些现象均提示这一系列HAl4．1类似物有着不同于母体药物HAl4．1的肿瘤细胞杀伤机制，维持细胞正常形态的微管蛋白极有可能是其主要作用靶点。虽然秋水仙碱类药物因为毒性较大目前还暂未用于肿瘤治疗，但秋水仙碱位点作为一个很有前景的肿瘤药物靶标一直备受关注，目前已有多个化合物进入了临床

7、研究。研究及阐明这一系列mHA类似物的作用靶点及其抗肿瘤机制，将推动新型、高效的秋水仙碱位点抑制剂的设计和开发，具II博士学位论文有重要意义。方法：1．化合物合成：该系列化合物总的合成路径为采用苯甲醛、酚类似物和氰乙酸乙酯这三种组分和哌啶进行一步化反应合成。化合物合成后均经过核磁共振氢谱和质谱验证。(1)mHAl的制备3-溴一4，5一二甲氧基苯甲醛(0．499，0．002m01)、3．二甲氨基苯酚(O．279，0．002m01)、氰乙酸乙酯(O．21mL，0．002m01)和哌啶(O．4mL，0．004m01)溶于15ml无水乙醇，室温下搅

8、拌4小时。加入80ml二氯甲烷稀释后用水清洗，硫酸钠干燥化合物，过滤除去硫酸钠，蒸发干燥溶剂。使用色谱分析法(己烷／--氯甲烷)提纯粗制品，得到0．69mHAl，收益率63％。(