海洋天然产物Lamellarin D糖基化衍生物的合成与构效关系研究

Lamellarin D is one of the most extensively studied members in marine natural products lamellarins and became a good anti-tumor lead compound because of its potent anti-tumor activities. Glycosylated optimization is an effective strategy on improving the solubility and has not been applied on the research of Lamellarin D. For modulating the physicochemical properties of lamellarin D and improving its drugability, glycosylated optimization strategy is taken in this project. Through design and total synthesis of glycosylated derivatives of lamellarin D, we try to discover the affection of glycosylation on Lamellarin D to its solubilities and biological activities and find out an efficient way to improve the drugability of lamellarin D with better biological activity and property for the anti-tumor drug candidates.

Lamellarin D是海洋天然产物Lamellarin类化合物中研究最为系统和深入的代表性化合物，是具有对多种肿瘤细胞的增殖抑制活性的抗肿瘤先导化合物。但因其水溶性不佳，影响其成药性。糖基化修饰是改善先导化合物水溶性的有效方法之一，并且是Lamellarin D结构改造的研究空白。本项目采用糖基化的方法，进行Lamellarin D糖基化衍生物的合成与构效关系研究，考察糖基化在改善Lamellarin D的水溶性的同时对其生物活性的影响，为改善Lamellarin D的成药性进而寻找到活性更高、性质更优的抗肿瘤候选药物提供思路。

Lamellarin D的 糖基化衍生物设计合成与抗肿瘤活性研究是Lamellarin 类化合物研究的空白，我们倾注了大量的时间与精力在糖基化衍生物的合成部分之中，尤其是糖基化反应的部分，但始终未能按设计规划实现糖基与Lamellarin D在预定位置的糖基化偶联。并且在全合成重要中间体的Lamellarin D母核过程中，我们发现保护基调整对关键步骤的产率影响很大，尤其是放大后产率比小试时显著降低。在经历种种困难、反复尝试始终未能实现糖基化反应的关键步骤后，我们最后还是不得不调整研究方向。.我们在设计制备的糖基中间体中发现有与代谢型细胞标记应用前景相同的糖基中间体——全乙酰化叠氮乙酰甘露糖胺（Ac4ManNAz）。于是，我们在Ac4ManNAz这个典型的代谢型细胞标记试剂基础上，在糖胺的异头碳原子上的羟基位置引入不同长度脂肪链，设计制备了含有C6,C12和C18脂肪链的糖酯衍生物。我们通过实验证明这些糖酯衍生物比Ac4ManNAz有更好的化学稳定性。我们还通过脂质体包封的方法改善了脂肪链引入后水溶性降低的缺陷，这些糖酯脂质体在实验中显示出良好的释放速率，我们在人三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞株上进行了糖酯脂质体的摄取和细胞标记实验。我们利用流式细胞仪、激光共聚焦显微镜和聚丙烯酰胺电泳等研究工具，以Ac4ManNAz为阳性对照，对C6., C12和C18脂肪链修饰的糖酯脂质体进行了细胞标记实验。实验结果表明，我们设计制备的甘露糖酯脂质体不仅有着更好的稳定性，而且显示出了比Ac4ManNAz更好的代谢型细胞标记效率。同时我们还通过实验发现，在叠氮乙酰甘露糖胺的异头碳原子上引入长脂肪链的醚——即C18醚修饰的叠氮乙酰甘露糖胺，也可以实现经由DBCO-Cy5点击化学反应的细胞标记。经过与C18酯的糖酯对比研究，我们证明了C18醚修饰的衍生物脂质体是通过非代谢型的膜融合实现细胞标记的，而C18酯修饰的糖酯脂质体则是可以通过代谢型和非代谢型两种途径实现对细胞的标记。.我们尽管在Lamellarin D的糖基化研究上遭遇了挫折，但还是在基于点击化学利用糖基进行细胞标记探针的研究上取得了积极的进展，并为进一步实现肿瘤细胞选择性标记提供了工作基础。