紫草素衍生物的合成及对肿瘤缺氧诱导因子-1（HIF-1）抑制作用研究

HIF-1是与恶性肿瘤生长进程密切相关的转录调节因子，肿瘤细胞的氧状态及基因变异共同调控HIF-1表达水平和活性。缺氧是恶性肿瘤的重要生物学特征，HIF-1高表达和/或高激活在人体恶性肿瘤中广泛存在。HIF-1作为抗肿瘤研究的新靶点，为肿瘤治疗提供了新机会。紫草素衍生物β-HIVS对HIF-1的选择性抑制作用是我们首次发现的。HIF-1可能成为β-HIVS抗肿瘤作用的重要靶点，紫草素衍生物对多种实体瘤增殖抑制作用、血管生成抑制作用、细胞凋亡诱导作用等可能都与HIF-1的调控机制有关。我们将以β-HIVS为先导，以HIF-1为靶点，设计合成β-HIVS的结构类似物，进行体外HIF-1抑制作用，动物体内抗肿瘤活性和毒性研究，探讨结构与活性关系及作用机制，筛选出全新结构的抗肿瘤候选药物。以解决困扰紫草素应用的毒性和对靶点作用的专一性问题，为开发具有自主知识产权的新型抗肿瘤药物奠定基础。

缺氧诱导因子-1（HIF-1）在人体恶性肿瘤高表达，是与恶性肿瘤生长进程密切相关的转录因子，肿瘤细胞的氧状态及基因变异共同调控HIF-1表达水平和活性。本项目在前期研究发现紫草素衍生物β-HIVS对HIF-1具有选择性抑制作用的基础上，以HIF-1为靶点，以紫草素为先导化合物，设计合成了200多个紫草素衍生物。对所合成的衍生物进行了体外对HIF-1的抑制活性，对HIF-1高激活的前列腺癌细胞DU-145抑制活性试验，结果显示紫草素萘茜母核羟基甲基化衍生物的体外细胞毒作用明显降低，而对HIF-1的抑制活性反而增强，提示这些化合物对HIF-1的靶向作用不是由紫草素非特异性细胞毒作用引起的。一些化合物体内对昆明小鼠体内S-180移植瘤和C57小鼠lewis肺癌移植瘤的抗肿瘤活性研究结果显示出较好的抗肿瘤活性和较低的毒性，从中确定2个可供新药研究的侯选化合物。本研究成功地解决了困扰紫草素作为抗肿瘤药物研究的毒性和选择性问题，找到了进一步研究的方向，具有重要科学价值，得到的两个侯选药物具有进一步开发价值，为开发结构新颖，靶点明确，高效低毒的原创性新药奠定了基础，具有潜在的应用前景。合成研究中发明的两条通过中间体拆分和不对称合成制备紫草素及其衍生物的全合成路线，具有对映体选择性强，所得产物光学纯度高的特点，为紫草素衍生物的深入研究和药物开发提供了原料的保证。作用机制研究发现β-HIVS衍生物抑制HIF-1的作用环节不是作用于HIF-1的入核过程和降解过程，而是作用于与P300共激活过程。新的作用机制的阐明，为设计更多结构新颖、活性更强、选择性更好的HIF-1抑制剂，开发以HIF-1为靶点的抗肿瘤药物研究提供了理论依据。研究取得了令人满意的结果，申请国家专利3项以及国际专利1项，发表SCI论文12篇，受邀参加国际会议并做分组报告，培养博士研究生2名，硕士研究生3名。