基于MDM2靶点的前列腺癌抑制剂- - 新达玛烷衍生物的发现及分子生物学机制研究

MDM2 oncoprotein is a cellular inhibitor of the p53 tumor suppressor since it could bind the transcription domain of p53 and down regulate its ability to activate transcription, resulting in tumor development. MDM2 was found over expressed in many types of cancer including prostate cancer. Base on this, the current study was designed to searching potential MDM2 inhibitors form nature products rich in dammarane compounds, and develop them as promising agents for prostate cancer chemotherapy.Dammarane derivatives would been separated by using of LC-UV-ELSD and LC-DAD-MS/MS detection technology and chiral separation method from Araliaceae and Cucurbitaceae. Identifying the structures and clarifying their physical and chemical properties, spectroscopic characteristics and the laws of Mass Spectrometry. Meanwhile, by using human prostate cancer cells and prostate cancer xenograft mice, the anti-prostate cancer effects and the underlying mechanisms of those compounds will be further evaluated in the present study. Our study will provide the strong evidence for finding new particular MDM2 inhibitors as anti-cancer agents.

MDM2基因表达产物MDM2蛋白能够与抑癌基因p53专一结合，抑制p53的转录激活功能和抗肿瘤活性。其在包括前列腺癌在内的许多肿瘤中均过度表达。本研究基于抑制MDM2蛋白表达可有效干扰MDM2-p53的相互作用的原理，从富含达玛烷植物中发现具有癌症"靶向控制"和预防作用的前列腺癌抑制剂- - 新达玛烷衍生物。通过研究从五加科和葫芦科植物中富集提纯、LC-UV-ELSD和LC-DAD-MS/MS检测、手性拆分、结构修饰的方法和技术，经确证结构阐明它们的理化性质、谱学特征和质谱裂解规律。以前列腺癌异种移植小鼠为研究对象，对这类成分进行活性测试和分子生物学机制研究，评价其对前列腺癌发生和转移的抑制情况，考察MDM2信号转导通路在抑制前列腺肿瘤过程中的作用，以期发现高效、低毒的抗肿瘤化合化合物实体，为研究特异性强的MDM2 靶点抑制剂提供理论与实验基础。

前列腺癌在世界范围内成为危害人类健康的主要问题。临床研究发现，MDM2癌基因在包括前列腺癌在内的许多肿瘤中均过度表达。从富含达玛烷植物中发现MDM2靶点抑制剂，已经成为有效的前列腺癌治疗策略。. 项目采用加压工业色谱技术对人参属植物的总皂苷转化产物进行了大规模的分离制备，获得了公斤级的新达玛烷皂苷元AD-1及其类似物。通过对它们的波谱测定和结构分析，发现并总结了它们结构的NMR特征和变化规律。建立了对AD-1及其相关物质快速定性、定量分析的HPLC–MS/MS方法。应用RP-HPLC-ELSD技术优选并确定了AD-2差向异构体分离制备方法。对AD-1和AD-2的R/S异构体的转化方法进行了工艺优化。应用LC-MS/MS、HPLC-MS-MS、LC-Q/TOF等技术对新达玛烷皂苷元AD-1及其衍生物进行了药代动力学研究。. 系统完成了达玛烷衍生物AD-1，AD-2的脂肪酸，氨基酸、酰卤、糖苷化、磺酸化、甲氧羰基衍生化以及甲基化等多个系列的结构修饰研究；合成、分离和鉴定200多个衍生物，发现了对MDM2靶点具有较强抑制活性的先导化合物，并探讨总结了新达玛烷衍生物的构效关系。. 新达玛烷衍生物有效的抑制前列腺癌及其他多种癌细胞增殖，并且抑制效果优效于上市药物参一胶囊，撕裂霉素C，顺铂，卡铂。抑癌机制的研究结果发现，新达玛烷衍生物能够明显的抑制MDM2蛋白在前列腺癌细胞及其他癌细胞中的表达，并诱导细胞周期或G2/M期阻滞、细胞凋亡、活性氧的产生、信号通路的激活及阻断信号通路。进一步研究发现，新达玛烷衍生物诱导的细胞凋亡及p38的磷酸化能够被活性氧清除剂N-乙酰半胱氨酸所阻断，RNA干扰p38的磷酸化同样能够抑制新达玛烷衍生物诱导的凋亡。研究还发现新达玛烷衍生物能够有效的抑制裸鼠实体瘤的生长，进一步机制研究发现新达玛烷衍生物能够诱导裸鼠实体瘤细胞凋亡及抑制实体瘤中肿瘤血管生成因子的表达。. 本研究明确了新达玛烷衍生物抗肿瘤作用的构效关系和作用机制，为新达玛烷衍生物作为防治前列腺癌的创新药物开发研制提供了可靠的科学依据。