柠檬烯类似物的设计、合成及抗癌活性研究

论文摘要

Ras蛋白突变常见于哺乳动物和人类的许多癌症中，因此研究Ras蛋白突变与肿瘤之间的关系对开发抗肿瘤药物有重要意义，以Ras蛋白为靶点的抗肿瘤药物也成为近年来药学领域的研究热点。本文简述了Ras蛋白的生理功能及在细胞信号转导途径中的作用，并总结了以Ras蛋白为靶点的抗肿瘤药物法尼基转移酶抑制剂的作用机制和研究进展。d-柠檬烯是来源于植物的法尼基转移酶抑制剂，对多种肿瘤具有化学治疗和化学预防作用，其主要的作用机制是通过抑制Ras蛋白异戊二烯化进而抑制肿瘤细胞增殖，在英国d-柠檬烯已进入Ⅰ期临床，结果显示该药具有良好的耐受性。Crowell等人对d-柠檬烯及其体内代谢物和含氧类似物进行系统的研究，并总结了构效关系，指出增加化合物的极性和亲水性有利于活性的提高。在此构效关系的基础上，本文以d-柠檬烯为先导化合物，从改善其极性和水溶性方面着手进行结构修饰，在保持结构中不饱和双键和环己烯结构不被破坏的前提下，以l-香芹酮为起始原料，通过氯代反应和亲核反应，在10-碳原子上引入取代苯甲酸酯、取代哌嗪和取代胺基等极性基团，并进一步应用硼氢化钠和Wolff-黄鸣龙反应对羰基进行还原，共设计并合成了61个未见文献报道的柠檬烯类似物。按照母核的不同主要可分为三个结构系列：41个l-香芹酮类衍生物（A1～A14、B1～B15和C1～C12）、11个l-香芹醇类衍生物（D1～D11）和9个l-柠檬烯类衍生物（E1～E9）。所有目标化合物未见文献报道，并经IR，1H-NMR和MS等确证结构。本文考察了l-香芹酮的氯代反应及还原反应的影响因素，确定了一条简单易行、收率较高的合成路线，为柠檬烯类化合物的进一步改造提供基础。总结了化合物核磁共振氢谱特征，并以化合物A4和D3为例，对化合物碳、氢信号进行归属，为该类化合物结构解析提供依据。用MTT法对全部化合物进行了体外细胞活性的筛选，所用肿瘤细胞株为人类前列腺癌细胞LNCaP和Du145，结果显示：与对照药相比，所合成的大部分化合物均表现出不同程度的抑制作用，其中部分化合物活性明显提高：化合物A11、B8、B9、B14、B15和C11的IC50＜20μM，而化合物A13、A14、C7、和E7的IC50接近20μM，这些化合物大多具有极性较高的母核和取代基，证明提高化合物极性和水溶性确实有利于提高其抗癌活性。根据药理活性结果，初步总结了化合物的构效关系。为了探讨化合物抑制肿瘤细胞增殖的作用机制，考察了化合物A8、B6、C7、116和E6对FTase的抑制活性。结果表明，这些化合物对FTase无活性。进一步用Western blot分析法考察了这几个化合物对ERK、p38MAPK和p21wafl磷酸化的影响。结果表明，该类化合物对ERK磷酸化有持续的促进作用，同时可促进p21wafl蛋白水平提高。综合以上结果我们推测：该类化合物是通过促进ERK活化进而上调p21wafl蛋白水平而导致细胞周期抑制。深入的药理研究仍在进行中。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 抗肿瘤药物研究进展
• 1.2 法尼基转移酶抑制剂研究进展
• 1.3 柠檬烯类化合物抗癌活性研究进展
• 第二章 目标化合物的设计与合成
• 2.1 目标化合物的设计
• 2.2 目标化合物的合成
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 目标化合物的体外抗肿瘤活性及构效关系讨论
• 3.2 目标化合物的核磁共振氢谱特征
• 第四章 结论
• 第五章 实验部分
• 5.1 化学实验部分
• 5.2 药理实验部分
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 附图