呫吨酮类抗肿瘤化合物的设计、合成及其作用机制研究

以天然的呫吨酮为母体并结合小分子化合物与G-四链体等相关抗癌靶点相互作用的机制设计、合成系列呫吨酮衍生物；利用UV、荧光、CD等现代波谱学和分子生物学手段对所合成的各类呫吨酮衍生物与G-四链体、双螺旋DNA、端粒酶等相关生物靶的作用进行研究，在此基础上不断优化呫吨酮衍生物的结构，提高它们对G-四链体/双螺旋的靶向选择性，在分子水平上探讨它们发生相互作用的模式和机制；对所合成的呫吨酮类化合物进行抗肿瘤活性筛选，对于活性高、抑瘤性能优越的化合物，用流式细胞术、DNA-ladder、Western Blot、PCR等药理实验方法，探索其抗癌机制。通过设计、合成与药效研究，探讨该类化合物与抗癌活性之间的构效关系；通过分子和细胞水平上的药理研究，揭示化合物抗肿瘤的可能作用机制，为呫吨酮抗肿瘤药物的开发研究提供科学理论和实验依据。

本项目以呫吨酮为母体，设计、合成了母环、侧链结构变化及桥联型三大类8个不同系列的呫吨酮衍生物，共获得了100多个新化合物。利用MTT法、细胞形态学观察、细胞克隆实验等方法对所合成的呫吨酮衍生物进行体外抗肿瘤活性筛选，实验结果表明所设计、合成的呫吨酮衍生物对人鼻咽癌(CNE)、人肝癌(BEL-7402)、人胃癌(MGC- 803)、人肺腺癌(A549)等癌细胞株的体外生长具有良好的抑制作用，IC50值在微摩尔级水平，获得了在肿瘤治疗具有良好发展前景的呫吨酮衍生物。对于活性高、抑瘤性能优越的代表性化合物，运用了UV、CD、选择性透析等现代光谱和分子生物学手段研究了这些化合物对人端粒DNA片段、原癌基因c-myc启动子序列Pu27、双螺旋DNA、三螺旋DNA等肿瘤相关生物靶的相互作用，结果表明这些化合物可以诱导人端粒DNA片段d[TTAGGG]4形成G-四链体结构，虽然总体上作用不强，但化合物对G-四链体DNA表现出优良的选择性，本部分工作有助于从分子水平上阐明化合物的作用模式和机理；运用Hoechest33258/PI双染、流式细胞术、RT-PCR等药理学实验方法，从细胞周期阻滞、调亡、相关基因与蛋白的表达等方面系统地研究了化合物发挥抗肿瘤活性的作用机制。除了完成计划书中预定的内容外，还发现所合成的呫吨酮衍生物还具有良好的抗胆碱酯酶活性，并表现出良好的选择性，同时在抗阿尔茨海默病药物的开发上也表现出良好发展前景。项目已完成了原申请书中预定的研究内容，并在此基础上有所拓展；已在国家核心期刊以上杂志发表或录用相关学术论文9篇（其中SCI收录期刊4篇）；在全国性学术会议论文集上发表会议论文3篇；已申请国家发明专利1项。另外尚有2篇已投往SCI收录的专业学术期刊论文在审稿中，部分研究结果尚待整理于后期发表。在人才培养上，项目培养硕士研究生4名，其中3名已获学位，1名在读；项目负责人和项目组成员经过此项目的开展在科研能力等方面得到了较大程度的提高。