CN104546843A - 一种吡唑酰腙衍生物在制备抗乳腺癌药物中的应用 - Google Patents

一种吡唑酰腙衍生物在制备抗乳腺癌药物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了化合物(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在制备抗乳腺癌药物中的应用；其中所述乳腺癌是三阴性乳腺癌。实验证实发明的化合物在抑制MDA-MB-231乳腺癌细胞增殖和引起凋亡中具有明显作用，且抑瘤试验效果好而无毒副作用。预示发明的化合物在制备抗乳腺癌药物中具有良好的开发应用前景，有望成为目前可选择药物较少的三阴性乳腺癌的有效抗癌药物。

Description

一种吡唑酰腙衍生物在制备抗乳腺癌药物中的应用
技术领域
本发明涉及一种吡唑酰腙衍生物在制备抗乳腺癌药物中的应用，尤其涉及一种(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在制备抗乳腺癌药物中的应用。
背景技术
乳腺癌是女性恶性肿瘤中发生率最高的癌症，且据卫生部统计其发病率呈逐年上升趋势。医学上根据乳腺癌细胞的受体情况，又分为四种类型。其中三阴性乳腺癌是指雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体均阴性的一种特殊类型乳腺癌，是目前最难以治疗的一种乳腺癌，此类患者主要治疗手段为化疗药物，例如紫杉醇等，但其存在着严重的不良反应，有待开发疗效确切且安全可靠的抗癌药物产品予以替代。
酰腙类化合物因其特殊的化学结构—CONHN＝CH—而表现出良好的消炎、杀菌、抗惊厥、抗肿瘤、抗糖尿病、抗结核病菌等药理活性。已报到的专利JP52027775、US3513165、US3972905、US5122368、EP0398305中描述的酰腙衍生物具有消炎、杀菌、抗惊厥、抗肿瘤、抗病毒的药理活性；专利WO02/070464所涉及的亚苄基苯酰腙衍生物具有抗菌的活性。然而，在酰腙化学结构引入中吡唑类化合物形成新合成的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼化合物，并研究该化合物在制备抗三阴性乳腺癌药物中的应用还未见报道。
发明内容
针对目前临床对乳腺癌治疗需求，本发明的目的在于提供一种(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在制备抗乳腺癌药物中的应用。
本发明所述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼的化学结构式为：
本发明所述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在制备抗乳腺癌药物中的应用；其中，所述乳腺癌是三阴性乳腺癌。
上述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼能有效抑制乳腺癌细胞(三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231)生长，其半数生长抑制浓度(GI50)是0.41μM。
下面具体论述本发明所述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼的药效学作用和其作用机制。
以常规方法培养MDA-MB-231乳腺癌细胞，并收集生长状态良好且处于对数期的细胞用于实验研究。采用细胞生物学和分子生物学方法进行如下实验，观察(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞凋亡的影响。
1.(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞的形态学和数目影响
收集对数期MDA-MB-231乳腺癌细胞，在培养基中加入0.5μM本发明所述化合物处理12h、48h，以DMSO作为溶剂对照，在显微镜下观察癌细胞形态学和数目的变化，结果发现该化合物处理12h和48h后的细胞较溶剂对照组的细胞数目变少而且发生了明显的形态学变化(见图1)。
2.(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞的半数生长抑制浓度测定
将对数期MDA-MB-231乳腺癌细胞接种于96孔板中，经不同浓度(50、10、1、0.5、0.25、0.1、0.05、0.01μM)的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼处理48h后，分别用SRB方法检测活细胞的数目，计算存活率。
存活率＝(实验组吸光度值-加药0h时吸光度值)÷(对照组OD值-加药0h时吸光度值)(以不含细胞的培养液为吸光度测定空白背景)。
实验结果：(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼作用于MDA-MB-231乳腺癌细胞，半数生长抑制浓度GI50为0.41μM(见图2)。
3.(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞的细胞周期阻滞影响
取对数期MDA-MB-231乳腺癌细胞，加入2.0μM的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼，作用2h、4h、6h、12h后，用PI染色，以流式细胞术分析，结果发现所述化合物对MDA-MB-231乳腺癌细胞在12h内被阻滞在G2/M期(见图3)。
4.(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞诱导产生细胞凋亡影响
取对数期MDA-MB-231乳腺癌细胞，加入2.0μM的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼，作用6h、12h、24h、48h后进行AnnexinV-FITC/PI染色，用流式细胞术分析，结果发现该化合物对MDA-MB-231乳腺癌细胞具有时间依赖性的凋亡诱导作用(见图4)。
本发明公开的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在0.41μM即可引起MDA-MB-231乳腺癌细胞50％的生长抑制效果，2.0μM即引起乳腺癌细胞周期阻滞并诱导凋亡，进一步的实验证实该化合物能有效抑制小鼠实体肿瘤的生长并且无明显毒副作用。预示本发明所述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在制备抗乳腺癌药物中具有良好的开发应用前景，有望成为目前可选择药物较少的三阴性乳腺癌的有效抗癌药物。
附图说明
图1本发明所述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼作用乳腺癌细胞后，显微镜下显示的细胞形态变化和数量变化情况。
其中，四幅小图显示的细胞均为MDA-MB-231乳腺癌细胞。左上小图为0.5μM的化合物作用12h，右上小图为0.5μM的化合物作用48h，左下小图为DMSO作用12h，右下小图为DMSO作用48h。
图2用SRB方法分析(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼作用于MDA-MB-231乳腺癌细胞48h后的剂量-细胞存活率关系。
其中，横坐标为浓度(单位：mol/L)的负对数，纵坐标为细胞存活率。
图3流式细胞术检测(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对MDA-MB-231乳腺癌细胞的细胞周期阻滞情况。
其中，所用化合物浓度2.0μM，横坐标为作用时间0h、2h、4h、6h、12h，纵坐标为细胞周期各时期(G1，S,G2/M期)相对于对照组各时期的比例。
图4Annexin V-FITC/PI双染法检测(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼诱导MDA-MB-231乳腺癌细胞发生细胞凋亡现象。
其中，所用的化合物浓度为2.0μM，横坐标为作用时间6h、12h、24h、48h，纵坐标为凋亡细胞在被测细胞群中的比例。
具体实施方式
实施例1
(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼的制备
1)在100毫升的圆底烧瓶中加入0.690克碳酸钾(0.005摩尔),1.253克3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯(0.005摩尔)，0.810克2-氯-5-氯甲基吡啶(0.005摩尔)以及乙腈(25毫升)，装置回流冷凝器，上部接干燥管。加热回流2小时，反应至原料完全消耗，用TLC检测反应终点。减压浓缩，去除溶剂，加入乙酸乙酯(30毫升)，过滤，滤液浓缩，用乙酸乙酯-石油醚(V/V＝1/2)作洗脱剂硅胶柱色谱分离剩余物(100～200目硅胶),得到1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)吡唑-5-羧酸乙酯，产率为90％。
2)在0.376克(0.001摩尔)1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-苯基吡唑-5-羧酸乙酯的甲醇(5毫升)溶液中加入1.2毫升80％的水合肼，搅拌回流反应1小时，反应至原料完全消耗，用TLC检测反应终点。静置过夜，析出固体，过滤，减压抽滤得粗产物；用8毫升乙醇重结晶制得高纯度1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼，产率为84％。
3)将得到的0.361克(0.001摩尔)1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼与0.136克(0.001摩尔)大茴香醛加入到10毫升乙醇中，回流反应2小时，反应至原料完全消耗，用TLC检测反应终点；静置过夜，析出白色固体，过滤，减压抽滤得粗产物；用12毫升乙醇重结晶制得高纯度(E)-N-(2-羟基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼，产率为94％。
结构式如下：
分子式：C24H19Cl2N5O2
分子量：480.35
性状：谈黄色固体
熔点：235-237℃
核磁共振数据如下：
1H-NMR(400MHz,DMSO)δ:3.82(s,3H,OCH3),5.81(s,2H,CH2),7.04(d,J＝8.4Hz,2H,ArH),7.47(s,1H,4-H),7.50(d,J＝8.4Hz,1H,PyH),7.53(d,J＝8.4Hz,2H,ArH),7.69(d,J＝8.4Hz,2H,ArH),7.74(dd,J＝2.2Hz,8.4Hz,1H,PyH),7.82(d,J＝8.4Hz,2H,ArH),8.35(s,1H,＝CH),8.38(d,J＝2.2Hz,1H,PyH),11.88(s,1H,NH).
红外光谱数据如下：
IR(KBr)ν:3173-2961(NH),1653(C＝O),1267(O-C)cm–1.
质谱数据如下：
MS(EI):m/z 480.4(M+H)+。
实施例2
SRB方法测定(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞生长半数抑制浓度
在37℃并含5％CO2的环境下，用DMEM/10％胎牛血清培养基培养MDA-MB231乳腺癌细胞。收集对数期MDA-MB-231乳腺癌细胞，接种于96孔板中，孵育24h。加入不同浓度(50、10、1、0.5、0.25、0.1、0.05、0.01μM)的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼孵育48h后，加入50μL三氯乙酸溶液(30％)，4℃固定一小时。甩去溶液，高纯水冲洗五次，晾干后加入100μL磺酰罗丹明B染色30分钟，甩干后用1％醋酸溶液冲洗五次。晾干后加入Tris溶液100μL充分溶解，在酶标仪上540nm波长下测定吸光度。根据吸光度计算存活率，存活率＝(实验组吸光度值-加药0h时吸光度值)÷(对照组OD值-加药0h时吸光度值)(以不含细胞的培养液为吸光度测定空白背景)。
实验结果：(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼作用于MDA-MB-231乳腺癌细胞，半数生长抑制浓度GI50为0.41μM(结果见图2)。
实施例3
PI染色流式细胞仪测定(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞周期影响
取对数生长期的MDA-MB-231乳腺癌细胞，按20万细胞数3mL培养基体积接种于6cm培养皿内，共接种16个培养皿。24小时后16个培养皿等分为四组。每组的四个培养皿中两个培养皿加入DMSO，两个培养皿加入2.0μM化合物(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼。四个组别分别孵育2h、4h、6h、12h后，在冰上消化细胞，收集细胞悬液，离心后用PBS洗涤2次。加入70％冰乙醇10毫升混悬，在-20℃过夜。离心细胞悬液，用PBS冲洗2次，向细胞加入500μLPI/5μLRNAaseA避光4℃下染色3小时。以DMSO组为阴性对照用流式细胞仪以标准程序检测细胞周期。
结果表明：(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼能时间依赖的将MDA-MB-231乳腺癌细胞大部分阻滞在G2/M期，阻断癌细胞增值过程(结果见图3)。
实施例4
Annexin V-FITC/PI双染法检测(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼诱导乳腺癌细胞发生细胞凋亡现象
取对数生长期的MDA-MB-231乳腺癌细胞，按20万细胞数3ml培养基体积接种于6cm培养皿内，共接种16个培养皿。24小时后16个培养皿等分为四组。每组的四个培养皿中两个培养皿加入DMSO，两个培养皿加入2.0μM化合物(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼。四个组别分别孵育6h、12h、24h、48h。然后在冰上消化细胞，收集细胞悬液，离心后用PBS洗涤2次。向细胞加入Annexin V buffer400μL，混悬均匀后加入4μL Annexin V-FITC/4μL PI，避光室温染色10分钟。以DMSO组为阴性对照用流式细胞术分析，确定所述化合物是否诱导乳腺癌细胞发生细胞凋亡现象。
结果发现2.0μM的(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对MDA-MB-231乳腺癌细胞具有时间依赖性的细胞凋亡诱导作用(结果见图4)。
实施例5
建立MDA-MB-231乳腺癌肿瘤裸鼠模型评价(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼抑制肿瘤生长的效果
取对数期MDA-MB-231乳腺癌细胞，调整浓度为500万/100μL轻悬于DMEM培养基中，皮下注射于4周龄BALB/C裸鼠右后背部。监测实体瘤生长情况，用游标卡尺量实体瘤长度，宽度，以(长度×宽度2÷2)估算实体瘤体积。待实体瘤长至500立方毫米时，传代至另一4周龄BALB/C裸鼠右后背部，共传代于20只裸鼠。
待新一代实体瘤长至150-200立方毫米时，挑选成瘤理想的16只裸鼠分两组分别尾静脉注射化合物(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼40mg/kg和溶剂。每隔一天给药一次，总共给药1周。每天检测肿瘤大小，裸鼠体重，死亡率。当实体瘤达到2000立方毫米时，常规方法处死裸鼠。
结果显示，与溶剂对照组相比，(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼能显著抑制肿瘤的生长，抑制率约为55％。

Claims (3)

1.(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼在制备抗乳腺癌药物中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：所述乳腺癌是三阴性乳腺癌。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述(E)-N-(4-甲氧基苯亚甲基)-1-(3-(6-氯吡啶)甲基)-3-(4-氯苯基)-1H-吡唑-5-碳酰肼对乳腺癌细胞MDA-MB-231的半数生长抑制浓度是0.41μM。
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YONG XIA,ET AL.: "Synthesis and structureeactivity relationships of novel 1-arylmethyl-3-aryl-1H-pyrazole-5-carbohydrazide hydrazone derivatives as potential agents against A549 lung cancer cells", 《EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY》 *

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