天然活性化合物glaucocalyxin A 及其衍生物的抗肿瘤作用及机理研究

天然化合物蓝萼甲素（glaucocalyxin A，GLA）是中药蓝萼香茶菜的主要成分。其化学结构与抗肿瘤药物冬凌草甲素（oridonin）类似，但是否具有抗肿瘤作用未见报道。我们运用MTT法首次发现了其体外抗肿瘤作用，并初步观察到了药物干预后肿瘤细胞凋亡小体。但该化合物水溶性差，限制了其作为抗肿瘤肿药物的深入研究，尤其是体内抗肿瘤作用研究。本项目拟在前期研究工作基础上：（1）运用化学反应手段和方法进行结构修饰，合成一系列水溶性较好的衍生物；（2）运用MTT法筛选GLA水溶性衍生物体外抗肿瘤作用，并进行体内动物实验；（3）用Western blot法分别检测细胞色素C、P53、Bcl-2家族成员的蛋白水平，检测caspase-8、caspase-9和caspase-3的酶活性，探讨GLA及其衍生物诱导肿瘤细胞凋亡机制。研究结果将为研发具有我国自主知识产权的抗肿瘤新药提供理论依据和技术支撑。

天然二萜蓝萼甲素（glaucocalyxin A，GLA）是药用植物蓝萼香茶菜的主成分。我们前期工作评价了其体外抗肿瘤活性，并初步观察到了药物干预后肿瘤细胞凋亡小体。但作为抗肿瘤药物先导化合物，其抗肿瘤活性需要进一步提高，且需要明确其抗肿瘤作用机理。因此我们在以下几个方面进行了研究：. 1. 活性更好的GLA天然类似物的发现. 本项目从蓝萼香茶菜中分离鉴定了结构新颖的抗肿瘤二萜成分蓝萼香茶菜辛素（glaucocalyxin H，GLH）。结构上是先导化合物GLA的7, 14-位羟基与原儿茶醛脱水成缩醛的衍生物。活性评价表明，其对多种人癌瘤细胞株表现出强的细胞增殖抑制活性，活性优于母体化合物GLA。. 2. GLA的衍生物的合成.以GLA为原料，在保留活性基团α-亚甲基环戊酮的基础上，首次探讨了GLA的7, 14位羟基与羰基类化合物的羰基发生脱水缩醛化反应制备衍生物的条件。.共衍生合成了59个结构新颖的GLA的衍生物。其中18个为GLA和脂肪醛酮及芳香醛的缩醛衍生物；21个为GLA和含活性三氮唑基团醛类的缩醛衍生物；12个为GLA糖基的衍生物；8个为GLA的A环部分骈合上噻唑环的衍生物。. 3. 衍生物的体外抗肿瘤活性评价及构效关系探讨. 结果：13个衍生物对多种癌瘤细胞株的体外抗肿瘤活性明显优于母体GLA，4个衍生物对HL-60细胞的抑制活性优于阳性对照药物阿霉素，4个衍生物对K562细胞的活性接近阳性对照药物阿霉素。. GLA的芳香缩醛衍生物中，芳环上引入羟基，抗肿瘤活性增强；引入三氮唑基团，抗肿瘤活性增强；三氮唑基团和糖类基团共同引入能显著增强抗肿瘤活性。. 4. 活性衍生物GLH的抗肿瘤作用机理及体内抗肿瘤活性评价. 衍生物GLH，显著降低荷肝癌小鼠肿瘤重量及浸润性，对小鼠免疫系统无显著性损伤；通过诱导细胞凋亡抑制肿瘤细胞增殖；显著上调Bax蛋白表达量而下调Bcl-2蛋白表达量；显著增加Caspase3、caspase9表达量。. 总之，本研究首次通过GLA的缩醛化结构修饰，提高了其抗肿瘤活性，探讨了构效关系。发现了一个潜在的抗肿瘤候选药物GLH，具有显著的体内抗肿瘤活性，其诱导细胞凋亡与启动Caspase3和Caspase9关系密切，且Akt1和Akt2表达的失衡在诱导细胞凋亡过程中发挥了重要的作用。