脱氢枞胺衍生物结构、对DNA作用及抗癌活性关联性研究

申请者前期合成了140多个脱氢枞胺衍生物且发现40多个样品具有较好的抗癌活性并初步用质谱的方法研究了部分样品与DNA及多肽的互相作用。本项目拟在此基础上，在脱氢枞胺的B环或A环上引入杂原子制备母体杂环化合物，再通过系列化合成出多于40个结构新颖且差异较大的脱氢枞胺衍生物，测定合成样品对Hey-1B、PC-3、HepG2等癌细胞的抗癌活性及细胞凋亡作用。用电喷雾质谱、琼脂糖凝胶电泳等方法，测定已有及新合成样品对所选DNA链的切割，寻找并发现其中的规律；研究脱氢枞胺衍生物的结构对抗癌活性、DNA的切割或相互之间作用的关联或对应关系。争取从实验中发现，通过测定脱氢枞胺衍生物与DNA的作用结果，进行化合物的体外抗癌活性筛选，为抗癌药物开发的脱氢枞胺衍生物的结构改造提供指导。

以脱氢枞胺为原料，通过在分子中引入各种不同的基团，对B环结构进行重构，在A环及B环上引入新的含氮含硫杂环，合成了六十多个具有新型结构的含氮、含氧、含硫杂环或含多酚结构的脱氢枞胺衍生物。其中通过一步Vilsmeier–Haack反应从含三环结构的化合物合成了含氮五员杂环化合物，这个结果对有机合成方法学及开展松香的新应用有重要的参考价值。对所合成的化合物进行了结构测定。与中山大学、东北师范大学、美国克里夫兰州立大学等国内外多家著名高校的课题组进行合作，开展了这些衍生物对Hey-1B、PC-3、HepG2、H292、MFC、LLC等癌细胞、对Alzheimer’s疾病的生物活性研究，测试了它们的IC50值，发现其中许多化合物对PC-3、HepG2、Alzheimer’s显示出较好的生物活性，具有进一步研究的价值。对90个合成的脱氢枞胺系列衍生物开展结构与DNA (Escherichia coli)相互作用、抗癌活性关系进行研究，发现与吡啶甲醛形成的脱氢枞胺Schiff碱对人肝癌HepG2细胞显示较强抑制活性，吡啶甲醛形成的脱氢枞胺Schiff碱也能切割大肠杆菌质粒DNA，体现出化合物结构、抗人肝癌HepG2细胞活性和切割大肠杆菌质粒DNA活性三者之间的内在联系；研究发现脱氢枞胺基多酚衍生物不能切割大肠杆菌质粒DNA，说明抗氧化剂对DNA损伤有保护作用；但这些化合物在金属离子(Fe2+和Fe3+)的存在下能对大肠杆菌质粒DNA产生不同程度的切割，初步断定断裂DNA不是通过氧化途径，而是通过水解DNA的磷酸二酯键完成的；其它类型的化合物没有体现化合物结构、抗癌活性和切割大肠杆菌质粒DNA活性三者之间的内在关联。本项目还进行了脱氢枞胺衍生物的电喷雾离子阱质谱行为、抗HIV、消除自由基、对CCR5和α1B肾上腺素受体拮抗/激动活性等方面的研究工作，得到了许多有价值的研究结果。本项目所得到的基础研究数据，为抗癌药物开发的脱氢枞胺衍生物的结构改造以及开拓中国松香应用具有参考价值。