基于热休克蛋白90抑制的雷公藤红素的结构修饰与构效关系研究

As a natural compound, celastrol exhibits desirable biology activity in various of pharmacological research. However, it can’t be studies in clinical due to its high toxicity. Celastrol is highly concerned primarily because of its good antitumor activity and it has become a study hotspot due to good inhibition of heat shock protein 90 (HSP90). Based on our previous study, we plan to modify in its C-2 and C-3 position to get the target derivatives, and evaluate their activity using HSP90 kinase inhibition essay and anti-proliferative essay, and their toxicity against human normal cell will also be tested. And then, the derivatives which are ranked on the top of their activity will be chosen to test in vivo antitumor in mouse model and study on their mechanism. What’ more, structure-activity relationship of these derivatives will be studied using computer aided drug design technology combined with activity data, these can provide a new strategy for developing new celastrol derivatives targeted HSP90.

作为一个天然产物，雷公藤红素在多项药理学研究中展示出了良好的生物活性。但由于其具有较大的毒性，限制了其进入临床研究。雷公藤红素良好的抗肿瘤活性是其备受关注的主要原因，特别是近年来发现其可以很好的抑制热休克蛋白90（HSP90），而成为目前的研究热点。基于此，本项目在前期研究基础上，拟对其C-2，C-3位置进行结构修饰与改造，将所得到的衍生物进行HSP90抑制试验和体外肿瘤细胞增殖抑制测试，并测试其对正常细胞的毒性。对筛选出活性好的化合物进行体内小鼠肿瘤模型试验，并进行作用机制研究。利用计算机辅助药物设计技术，结合活性数据，研究其构效关系，为后续进一步开发基于HSP90抑制的雷公藤红素衍生物提供新的思路和指导。

雷公藤红素在多项药理学研究中展示出了良好的生物活性。但由于其具有较大的毒性，限制了其进入临床研究。本项目在前期的研究基础上，设计合成了125个雷公藤红素衍生物，主要集中在雷公藤红素的C-2,3位置进行结构修饰与改造。对合成的目标化合物进行体外抗肿瘤药理活性测定研究，用不同的肿瘤细胞系测定了抗肿瘤细胞增殖活性研究。筛选出活性最好的三个化合物(化合物5l,B5和S5)进行了深入的作用机制研究，确定了化合物的靶点为Hsp90，并且对Hsp90的客户蛋白都有明显的下调作用。同时发现三个化合物都能显著性的诱导肿瘤细胞HT-29的凋亡，对凋亡相关蛋白的表达表现出显著的调控作用。除此之外，三个化合物对正常细胞的毒性，比雷公藤红素降低了10-30倍。体内小鼠肿瘤模型结果表明，三个化合物都能显著性的抑制肿瘤细胞的生长，其抗肿瘤生长的效果明显优于雷公藤红素，特别在低剂量的给药条件下，其抗肿瘤作用都要显著性好于高剂量下给药的雷公藤红素。这些结果为我们今后进一步开发雷公藤红素衍生物奠定了基础。.除此之外，我们对在对雷公藤红素结构修饰中表现优良的片段和骨架进行了进一步的研究，以证实我们设计的合理性。基于此，我们合成了69个含有香豆素骨架的化合物和15个含有肉桂酸片段的白藜芦醇衍生物。所有这些化合物经过活性筛选，分别各得到活性显著的化合物，对肿瘤细胞都有显著的抑制作用。这些结果为我们今后进一步对天然产物进行结构修饰提供了深远的指导。