CN102716116B - 含邻醌结构的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一系列无6-位甲基取代的含邻醌结构的化合物在制备抗癌药物方面的应用。此类化合物是由Mansonone F（曼宋酮，Msn）结构改造所得的衍生物，所述化合物包括如下结构式，
Figure DDA00001797227500011
其中，A为本发明所涉及的含邻醌结构化合物的抗癌细胞毒活性在IC50＝1-20μM（NCI-460和PC-3细胞株）之间。其中某些化合物的活性比依托泊苷(etoposid)强十几倍，比天然产物Mansonone F强50倍，具有良好的应用前景。

Description

含邻醌结构的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用
本案是名称为《含邻醌结构的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用》，申请号为201010579313.9的分案申请 
含邻醌结构的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用 
发明领域
本发明涉及一种抗肿瘤化合物，具体涉及一种Mansonone（曼宋酮，Msn）F的含邻醌结构的衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。 
背景技术
Figure BDA00001797227400011
Mansonone类化合物是一类天然产物中具有醌类结构的化合物，主要是从梧桐科植物mansonia altissima的心材及榆科无毛榆（ulmus glabra）的心材提取分离得到，它们作为植物抗毒素（phytoalexin），是植物本身用于对抗外来细菌或真菌感染而自体产生并逐渐积累的一类物质。可用于荷兰榆树病（the Dutch elm disease(DED)fungus）的治疗，该种植物病曾使欧洲和北美的大片榆树枯萎死亡。该类化合物结构新颖，某些化合物具有天然产物中较为罕见的氧杂苯并苯并吡喃（oxaphenalene）的结构。据研究，该类化合物具有多种生理活性。包括抗微生物、抗肿瘤、抗氧化等。 
在中国大陆和台湾，山芝麻（Helicteres angustifolia L.）是一种常用的抗癌中草药，它还具有清热解毒功效，可用于治疗感冒发热，扁桃腺炎，咽喉炎，腮腺炎，皮肤湿疹，痔疮等多种疾病，是王老吉等广东传统凉茶的主要原料，从其中主要分离得到Mansonone F、H、M；黑榆（Ulmus davidiana）茎部及根部树皮在韩国作为传统药物用于治疗浮肿，乳腺炎，胃癌及其他炎 症，它主要含有Mansonone F、H、I；近几年，从泰国的民间药物Mansonia gagei中分离得到了多种新的Mansonone类化合物。 
根据文献研究，Mansonone类化合物中抗肿瘤活性比较突出的是Mansonone F。 
Mansonone类化合物很早就在许多传统抗肿瘤药材中被提取发现，如Chen等（Chen C M,et al..Phytochem，1990,29(3):980-2.）从山芝麻（H.anguistifolia）根部提取物中分离出Mansonone E、F、M、H。Wang等(Wang D,et al.Biol Pharm Bull，2004,27(7):1025-1030.)研究了从白榆中分离得到的Mansonone E、F对四种细胞株(人宫颈癌细胞)HeLa，(人恶性黑素瘤细胞)A375-S2，(人乳腺癌细胞)MCF-7，(人淋巴瘤组织细胞)U937的细胞毒活性。 
Mansonone F在自然界中含量很低，难以大量得到，且它抗菌抗肿瘤活性还不够理想，因此我们以Mansonone F为先导化合物，对其进行结构改造，并研究其他可能的药理作用，以寻求抗肿瘤活性、抗耐药更好的Mansonone F衍生物新药，对抗肿瘤和耐药肿瘤的治疗具有重要的意义。 
发明内容
经过发明人长期研究，对Mansonone F结构进行改造并重点研究其结构和抗癌活性之间的关系，经筛选发现，和天然产物Mansonone F相比，无6-位甲基的衍生物其抗肿瘤活性明显高于天然产物Mansonone F，并具有良好的抗耐药性。因此，我们认为Mansonone F结构中6-甲基对抗肿瘤活性是不利的。基于以上结论，本发明公开了一系列无6-位甲基取代的含邻醌结构的化合物在制备抗癌药物方面的应用。 
本发明所涉及的系列化合物具有以下结构特征：其结构通式为， 
Figure BDA00001797227400031
其中，A为 
Figure BDA00001797227400032
当A为 
Figure BDA00001797227400033
时， 
R1选自H或卤素；优选H或Cl。 
R2选自H、C1-C10烷基、C1-C10芳烷基、C1-C10芳基或C1-C10烯基；根据抗肿瘤效果，优选R2为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C6-C10芳基或n=1-2的-(CH2)n Ar基；特别优选R2为H、C1-C3的烷基、烯丙基、苯基或氟取代苯基或苄基。 
R3选自H、－OH或－OCOR4，所述的R4选自H、C1-C6烷基或苯环；但R1、R2与R3不可同时为H。R4优选CH3或苯基。 
当A为 
Figure BDA00001797227400034
时，R1选自H或除Br外的卤素；R2选自C2-C10烷基、C1-C10芳烷基或C1-C10烯基。R2优选C2-C6烷基、C2-C6烯基或n=1-2的-(CH2)n Ar基。 
发明人将上述化合物或其药用盐作为有效成分，用于制备改善或治疗肿瘤疾病的药物。该药物可以含有常规药用载体。 
本发明所述的系列化合物为Mansonone F的衍生物，其制备方法在中国专利200410077779.3，200410077778.9和WO 01/51004A2中已经公开，可参考以上专利文献的制备方法获得。 
相对于现有的Mansonone F结构改造所得的衍生物，本发明所述的化合物的细胞毒活性在IC50＝1-20μM（NCI-460和PC-3细胞株）之间。某些化合物的活性比临床用药依托泊苷(etoposide)要好得多，甚至比依托泊苷要强十几倍，比天然产物Mansonone F强50倍，其抗肿瘤活性的大幅度提高是出乎业 界研究人员意料之外的。 
目前，肿瘤耐药是肿瘤治疗失败的主要原因，肿瘤耐药仍然是医药界的一大难题。但令人意外的是，对长春新碱和阿霉素耐药的细胞株对该类化合物仍然保持敏感性，这使本发明具有更重要的意义。在专利200410077779.3和200410077778.9中我们也曾经证实了式（I）所示化合物在动物实验中显示低毒，因此式（I）所示化合物拥有良好的高效低毒的抗肿瘤活性，尤其在肿瘤耐药方面显示良好的应用前景。 
具体实施方式
1．本发明所涉及的系列化合物的制备。 
本发明所涉及的包含通式（I）所示化合物的制备方法可完全参照已有专利200410077779.3，200410077778.9和WO 01/51004A2进行，根据专利，我们合成了化合物III-J1～6,V-J1～3，V-J6，VII-J1，VIII-J1，IV-J2～6，VI-J2，VI-J3，VI-J6化合物，所得到的化合物图谱数据与上述专利结果相同，在此不再列出。 
化合物结构及对应编号如下： 
Figure BDA00001797227400041
Figure BDA00001797227400051
2、细胞毒活性测试实验 
对所合成的化合物III-J1～6,V-J1～3，V-J6，VII-J1，VII I-J1，IV-J2～6，VI-J2，VI-J3，VI-J6进行细胞毒活性测试，以10-羟基喜树碱、mansononeF、依托泊苷及D-1、D-2、D-3、D-4、D-5化合物（结构如本文上段所示）作对照，结果如表1和表2所示。细胞株NCI-460和PC-3购自中山大学实验动物中心，细胞株以0.2%胰酶消化，以DMEM培养传代，置0.5%的CO2培养箱，取对数增长期细胞，消化分散后，稀释至5×104个/毫升，接种于96孔板，每板接种100μL，药物稀释成80，40，20，10，5，2.5，1.25μM浓度梯度，于接板后第二天加入，每孔100μL，药物最终浓度为40，20，10，5，2.5，1.25，0.625μM，置0.5%的CO2培养箱培养48小时，加入MTT（5mg/ml）20μL/孔，同时设置对照孔（细胞+MTT）和空白孔（只有细胞，无MTT），37°C孵育4h，吸净上清液，加入DMSO 100μL/孔，摇床上15min，于酶标仪上测试每孔的吸收度（A）。 
化合物抑制率%=[1-(A化合物-A空白)/(A对照-A空白)]×100%， 
以抑制率(Y)-浓度对数(X)做图，以剂量依赖的方程回归，求出化合物半数抑制浓度IC50。 
表1化合物的细胞毒活性半数抑制浓度IC50(μM) 
Figure BDA00001797227400061
表2 
Figure BDA00001797227400071
从结果来看大部分化合物的细胞毒活性要好于天然产物Mansonone F，其中VII-J1化合物活性比临床用药依托泊苷要强十几倍，接近于10-羟基喜树碱的水平。 
3.化合物对耐药细胞株作用测试 
化合物对耐药细胞株的作用。采用的细胞株为MCF-7（人乳腺癌细胞株）、MCF-7/ADR（耐阿霉素100倍的人乳腺癌细胞株）、KB（人口腔癌细胞）、KBV200（耐长春新碱（VCR）100倍的人口腔癌细胞）。耐药细胞株和非耐药细胞株俩两对比。测试方法同实施例2，测试化合物选取细胞毒活性最好的VII-J1，结果如表3所示。 
表3Msn F类衍生物对耐药细胞株及正常细胞株的细胞毒作用 
Figure BDA00001797227400081
从结果来看，VII-J1对敏感和耐药细胞株均具有相近的活性。 
从以上结果和发明人的长期实验结果证明，3位取代基与母环不共平面是发挥抗肿瘤活性的关键。从细胞毒数据我们可以看出 
Figure BDA00001797227400082
系列的细胞毒活性明显比 
Figure BDA00001797227400083
系列要好，理论计算也证实了这一点，主要是在3位附近，化合物与靶标有一重要的作用位点，该位点在3-位取代基附近，但又与母环不在同一平面，所以平面型的 
Figure BDA00001797227400084
系列活性较差，尤其甲基和苯基取代的活性更低，它们和母环共平面，如 
Figure BDA00001797227400085
甲基取代系列的IV-J1、D1、D2活性都比 
Figure BDA00001797227400086
系列的III-J1和V-J1小。另外,苯环由于与母环共轭导致无法通过自由旋转与靶点相适应，因此也会有较低的活性，如 
Figure BDA00001797227400087
苯基取代系列的IV-J2、IV-J6、VI-J2、VI-J6都要比 
Figure BDA00001797227400088
系列对应的III-J2、III-J6、V-J2、V-J6活性要低。 
Figure BDA00001797227400089
系列本身3-位取代就与母环不在同一平面，与位点的结合更为有利，因此即使是甲基和苯基取代，也具有很好的细胞毒活性。另外，对于 长链取代系列，由于与母环链接的单键和链上的基团可以自由旋转，因此可以和母环平面外的靶标相作用，因此也具有较高的活性。如 
Figure BDA000017972274000811
系列的IV-J3、IV-J4、IV-J5、VI-J3仍保持有较高的活性。 
（2）6位取代基不利于抗肿瘤活性，可能是6位取代基位阻影响化合物与靶点的结合。如文献报道的化合物D3、D4、D5即使是属于非共平面系列，但是因为6位甲基的存在，其活性大大降低，即使3位的取代基是长链，可自由旋转，但活性还是没有6位无取代的系列化合物高。可见6位无取代对于该类化合物抗肿瘤活性的发挥很关键。 

Claims (2)

1.一种含邻醌结构化合物在制备抗肿瘤药物中的应用，所述化合物结构如式（I）所示：
（I）
其中，A为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
 ；
R1为Cl；R2选自C2-C10烷基、C1-C10芳烷基或C1-C10烯基。
2.根据权利要求1所述的含邻醌结构化合物在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于，R2为C2-C6烷基、C2-C6烯基或n=1-2的 -(CH2)n Ar基。
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