以G-四链体为靶点的新型抗癌药物-异喹啉生物碱类衍生物的结构优化及机理研究

利用我们前期提出的基于生物靶分子识别和谱学技术的快速筛选-结构鉴定一体化方法，以G-四链体为靶点，我们获得了一种具有优异抗癌活性和低毒副作用的异喹啉生物碱类抗肿瘤先导化合物。本项目以上述先导化合物结构为基础，利用各种谱学手段在分子层面研究化合物与靶分子之间的多种相互作用，特别是药物分子对靶分子的稳定作用和特异性识别作用，用端粒酶活性和抗肿瘤活性实验评价其生物功效，总结构效关系，以提高对靶分子G-四链体的稳定能力、特异性识别能力以及改善化合物水溶性为目标，设计得到结构新颖的系列衍生物结构和高效、低毒、作用靶点明确的新型抗肿瘤候选药物，为后续开发出具有我国自主知识产权的国家I 类抗癌新药奠定基础。

利用我们前期提出的基于生物靶分子识别和谱学技术的快速筛选-结构鉴定一体化方法，以G-四链体为靶点，获得了一种具有优异抗癌活性和低毒副作用的异喹啉生物碱类抗肿瘤先导化合物（T-003）。本项目严格按照项目书的年度计划开展相关实验内容，围绕上述先导化合物开展如下研究工作：.首先以上述先导化合物为基础，结合靶分子G-四链体的结构特点，设计并合成了系列异喹啉生物碱类衍生物。开展上述系列衍生物的体内抗肿瘤活性评价。通过对系列化合物的结构特点及其抗肿瘤活性进行构效关系研究，发现异喹啉生物碱类化合物的抗肿瘤作用可能是由于其可在体内水解生成内铵盐。内铵盐是该类化合物抗肿瘤的活性结构。该类化合物结构中的N原子是其重要的活性位点。结构优化过程中需要保持其原有价态。系列衍生物的抗肿瘤活性实验结果表明，T-003的衍生物之一：T-003-5，对多种肿瘤细胞株（人非小细胞肺癌A549细胞株、KB人鼻咽癌细胞株和HL-60人白血病细胞株）的增殖均具有明显抑制作用。.除此之外，我们对异喹啉类抗肿瘤先导化合物T-003的抗肿瘤作用机理进行了深入地研究。利用Western Bolt开展了T-003对肿瘤细胞凋亡通路中的Bcl-2家族和Caspase-3蛋白的调控作用。利用Elisa和酶联免疫吸附方法开展了T-003对蛋白酪氨酸激酶（PTK）的活性以及对肿瘤血管内皮生长因子（VEGF）表达的影响。实验结果表明，T-003可以有效降低原癌基因Bcl-2的表达，而对于抑癌基因Bax和P53具有上调功能。T-003虽然对上述多种癌基因均具有一定的调节作用，但对Caspase3蛋白并没有上调作用，其在体外无诱导细胞凋亡的作用。除此之外，我们利用Elisa和酶联免疫吸附方法开展T-003对于肿瘤细胞血管内皮生长因子（VEGF）的表达以及酪氨酸激酶（PTK）活性的影响实验。实验结果表明，T-003化合物对于细胞VEGF的表达以及PTK的活性均无抑制作用。在通过对比T-003体外和体内抗肿瘤活性的显著差异之后，我们对T-003的代谢产物进行了深入的研究，实验结果表明，T-003在体内存在广泛的生物转化，形成了大量的代谢产物。通过T-003脱甲基代谢产物对肿瘤细胞VEGF的表达以及对PTK活性的影响实验，可以看出T-003的代谢产物对于VEGF的表达以及PTK的活性均具有明显的抑制作用，并呈现一定的量-效关系。