基于多药耐药性肿瘤细胞线粒体复合酶Ⅰ的ND2亚基为靶标的四氢呋喃型番荔枝内酯类化合物的研究

Multidrug resistance is an important reason for the failure of tumor chemotherapy. To develop new anti-multidrug resistant tumors drugs, many researchers turned to low toxic Chinese medicine. The research of material basis of Chinese medicine, screening of the active compounds and the discovery of lead compounds that based on specific molecular targets are critical to ensure highly active material basis of Chinese medicine into clinical research. In order to find structure type of compounds which has anti-multidrug resistance of tumor activity highly, the project followed the guide of the Chinese medicine theory that Annona squamosa (Linn.) seeds used to treat "malignant sore" (cancer) to research annonaceous acetogenins which are rich in Annona squamosa seeds and used to treat multidrug resistant tumors effectively. Using various chromatographic techniques to obtain series annonaceous acetogenins from the seeds and computer to analog the quantitative structure-activity relationship of these compounds with the ND2 subunit. These data combined with the effect of annonaceous acetogenins on ND2 subunit gene expression of mitochondrial complex I was analyzed to clarify the effect of the tetrahydrofuran units (mono-, adjacent bis-, nonadjacent bis-), flanked hydroxyl groups, and the length of the alkyl chain on the ND2 subunit gene expression and find highly active structure type of annonaceous acetogenins. We hope to find drug candidates which have highly active anti-multidrug resistance of tumor from Chinese medicine and lay the foundation for the development of new anti-multidrug resistance tumor drugs with independent intellectual property through this research.

多药耐药性是导致肿瘤化疗失败的重要原因之一。许多研究者把治疗此类肿瘤药物的发现转向低毒的中药。明确分子靶点的中药物质基础的研究、活性成分的筛选、先导化合物的发现是保证高活性的中药化学实体进入临床研究的关键。本项目以发现高活性抗多药耐药性肿瘤的化合物结构类型为目标，以番荔枝子治疗恶疮肿痛的中医理论为指导，以其富含的对多药耐药性肿瘤有确切药效的番荔枝内酯类化合物为切入点。利用各种色谱技术获得系列番荔枝内酯类化合物，以计算机为辅模拟其与ND2亚基的定量构效关系，结合其对多药耐药性肿瘤细胞线粒体复合酶I的ND2亚基基因表达的影响，来阐明这类化合物结构中的四氢呋喃环（单，邻双，间双）、羟基个数、及碳链的长短对ND2亚基基因表达水平的影响。由此发现对多药耐药性肿瘤具高选择性的番荔枝内酯结构类型，从中药资源中获得高活性的抗多药耐药性肿瘤药物候选物。为开发具有自主知识产权的抗多药耐药性肿瘤新药奠定基础。

多药耐药性(MDR)是导致肿瘤化疗失败的重要原因。研究者把治疗此类肿瘤药物的发现转向低毒中药。明确分子靶点的中药物质基础研究、活性成分筛选、先导化合物发现是保证高活性中药化学实体进入临床研究的关键。本项目以发现高活性抗MDR肿瘤的化合物类型为目标，以番荔枝子治疗恶疮肿痛的中医理论为指导，以其富含对MDR肿瘤有确切药效的番荔枝内酯类化合物（ACGs）为切入点。利用色谱技术获得系列ACGs，计算机模拟ACGs与Complex I亚基的构效关系，结合其对MDR肿瘤细胞Complex I的亚基基因表达的影响，阐明其结构中的四氢呋喃环、羟基个数、及碳链长短对Complex I亚基基因表达的影响。由此发现对MDR肿瘤具高选择性的ACGs结构类型，从中药资源中获得高活性的抗MDR肿瘤药物候选物，为开发具有抗MDR肿瘤新药奠定基础。. 本项目从番荔枝种子中分离鉴定了50个单体化合物。对所得新化合物进行衍生化，确定其立体结构。共得到番荔枝内酯类化合物38个，主要结构类型为单四氢呋喃类（11个）、邻双四氢呋喃类（17个）、间双四氢呋喃类（10个），其它类型12个，其中21个为新的ACGs化合物。. 采用计算机模拟分子对接方法，以ACGs对原核细胞、真核细胞Complex I的ND2亚基及NDUFV2亚基的模拟对接，研究了24种ACGs与Complex I 结合的基团及与活性的关系。结果表明在所选用的ACGs中四氢呋喃环与内酯环间碳数越少，结构中取代羟基越多则其抑制活性越好，构型为赤式的活性较强。首次报道了ACGs与Complex I亚基的对接形式。. 首次以Complex I的亚基为靶点，研究中药番荔枝子临床治疗恶疮肿痛的物质基础。对分离得到的不同类型四氢呋喃型ACGs从细胞-线粒体-蛋白-基因四个层次阐明ACGs结构中的四氢呋喃环（单，邻双，间双）、羟基个数、及碳链的长短对MDR肿瘤影响的程度大小。提出了对多药耐药肿瘤细胞具有高选择性的ACGs成分的模型化合物，为新型番荔枝内酯类化合物的开发提供理论上的指导。 . 项目在国内外期刊发表学术论文24篇，其中SCI收载8篇。申报专利5项，其中获得授权1项。培养博士研究生2名，硕士研究生4名。以本项目研究为基础，成功获批国自然基金2项，省研究生创新项目3项。