基于鼠李糖凝集素受体为靶点的抗肿瘤糖苷类化合物研究

凝集素是一类非酶蛋白或糖蛋白，能识别糖基并与之特异性结合，参与细胞生长、凋亡、血管生成、肿瘤浸润等过程。以凝集素为靶点设计的抗肿瘤药物可以实现药物的组织靶向和细胞靶向。前期研究发现肿瘤细胞膜表面存在鼠李糖凝集素受体(RBLR)，并在不同肿瘤细胞中的表达量不同；制备的鼠李糖探针能特异性与肿瘤细胞RBLR结合；天然鼠李糖苷类化合物具有好的抗肿瘤活性，糖链中鼠李糖基的有无和数目与其活性密切相关，且活性和胞内药物浓度与RBLR表达量呈正相关。在此基础上,本课题基于RBLR靶点，设计合成系列糖探针，评价与RBLR的结合能力，阐明结合特异性，筛选最佳糖基链；合成系列糖苷类化合物，开展体内外活性和靶向分布评价，阐明其抗肿瘤作用机制；筛选获得活性强、靶向性好的化合物，为新型抗肿瘤药物的研究奠定基础。同时对人源性RBLR进行分离和结构鉴定，在结构确证的基础上阐明其生物学特征。

肿瘤的靶向治疗是实现肿瘤化疗中降低毒副作用的重要途径，利用肿瘤细胞膜上存在的凝集素受体与糖配体结合的特性，针对性的开发糖苷类抗肿瘤药物可以实现肿瘤的靶向治疗。我们设计了不同的糖基探针，发现肿瘤细胞表面存在着大量鼠李糖受体和马铃薯三糖受体，不同肿瘤细胞表面的受体种类和数量有所差异；连接马铃薯三糖残基的糖苷化合物表现出较好的抗肿瘤活性，为了寻找肿瘤细胞表面存在的马铃薯三糖受体，采用蛋白质组体内标记技术并结合质谱鉴定的方法发现SLC2A1可能是马铃薯三糖受体；对含马铃薯三糖皂苷solamargine（SM)诱导的肿瘤细胞凋亡进行了深入的作用机制研究，SM能够引起肿瘤细胞出泡，溶酶体膜破裂或线粒体损伤从而诱导细胞死亡；通过化学合成的方法以薯蓣皂苷元为起始原料，将F环氧原子替换为硫原子得到四氢噻喃衍生物中间体，随后在其A环羟基位置引入葡萄糖、氨基葡萄糖、鼠李糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖、乳糖以及开链类糖醇等基团，制备得到了十余个衍生物并进行了抗肿瘤活性评价，发现苷元连接糖基后抗肿瘤活性普遍提高，其中连接氨基葡萄糖的衍生物抗肿瘤效果最好，其活性提高了5倍。进一步的作用机制研究表明，该类化合物能够通过破坏溶酶体的稳定性从而促进肿瘤细胞死亡。同时我们对真菌细胞表面是否存在凝集素受体或糖转运体进行了研究。此外以D-葡萄糖、D-半乳糖和齐墩果酸为起始原料全合成了两个天然皂苷，对具有较好抗肿瘤活性的紫花茄皂苷Indioside E进行了结构改造，并对其衍生物进行了抗肿瘤活性评价。抗真菌活性测试发现连接葡萄糖的糖苷化合物（γ-solamargine）具有较强的抗真菌活性，而连接其他单糖的糖苷小分子以及苷元澳洲茄胺（solasodine）无明显的抗真菌活性。量子点糖探针实验发现白色念珠菌细胞表面存在介导糖识别和转移的蛋白，γ-solamargine进入真菌细胞后，γ-solamargine会被水解代谢为澳洲茄胺，澳洲茄胺是其在胞内发挥抗肿瘤或抗真菌活性的关键成分，澳洲茄胺进入细胞后能够诱导类溶酶体vacuole的酸度发生改变，高剂量的γ-solamargine使得vacuole膜通透性改变，造成念珠菌细胞死亡。以上结果表明，将抗肿瘤药物或抗真菌药物糖基化可以增强细胞对药物的摄取和作用效果，这为糖介导的药物的开发奠定了研究基础。