CN105669683B

CN105669683B - 一类吲哚螺吡咯衍生物的合成及其作为肿瘤治疗药物的应用

Info

Publication number: CN105669683B
Application number: CN201511008077.4A
Authority: CN
Inventors: 姚宏; 郑骏年; 朱松磊; 白津; 王静; 郭毛毛; 刘鸿志
Original assignee: Xuzhou Medical College
Current assignee: Yunnan saituo pharmaceutical research and Development Co.,Ltd.
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: CN105669683A

Abstract

本发明公开了一类吲哚螺吡咯衍生物的合成及其作为肿瘤治疗药物的应用。本发明通过采用多组分串联反应，利用一锅法，反应中间体不需要提纯，合成了一系列母核为吲哚酮和2‑吡咯环结构的新型多环吲哚螺吡咯衍生物。本发明合成的吲哚螺吡咯衍生物可以通过抑制MDM2，上调p53，而使肿瘤细胞发生凋亡。与现有技术相比，具有合成方法简便，质量可控，易于规模化生产；化合物机构稳定，作用靶点明确，抑瘤效果好、毒性低等优势。

Description

一类吲哚螺吡咯衍生物的合成及其作为肿瘤治疗药物的应用

技术领域

本发明属于肿瘤治疗药物技术领域。特别涉及一类以六氢螺[吲哚啉-3,3'-吡咯里嗪]-2-酮为母核的吲哚螺吡咯衍生物的合成及其作为肿瘤治疗药物的应用。

背景技术

恶性肿瘤的非正常增值、侵袭、耐药、复发等生物学行为是由遗传及表观遗传变异，引起的细胞内分子信号通路改变所调控。凋亡是细胞调控异常增殖的主要方式，而凋亡机制的缺乏或者变异是肿瘤细胞的一个主要特征，是导致肿瘤细胞的无限制性生长的根本原因，也是肿瘤细胞放/化疗抵抗，手术后复发、免疫治疗逃逸的主要原因。因此，设计和发展促进肿瘤细胞凋亡的靶向药物对提高治疗效果和病人的生存质量具有重要价值。

P53是目前发现的最为重要的肿瘤抑制子，在调控细胞周期、衰老和凋亡等方面具有重要作用。超过50％的肿瘤发生与p53基因的变异及调控异常相关。因此，p53及其调控通路成为当前药物开发的重要靶点。MDM2是一种重要的RING FINGER类单亚基泛素连接酶。近年研究显示，MDM2与p53组成一个自调控反馈循环，在p53功能调控中具有重要作用。P53可以调控MDM2的转录，而MDM2可以通过以下三种方式调控p53的活性：1、MDM2与p53转录活性位点直接结合，从而抑制p53蛋白调节的转录活性；2、MDM2蛋白含有细胞核输出信号序列，它一旦与p53结合，可以引起p53的细胞核输出，抑制p53与DNA转录位点的结合，从而抑制p53调控的下游基因表达；3、MDM2是一种E3泛素连接酶，它与p53结合可以导致p53的泛素化降解。高通量筛选发现了一些MDM2的抑制多肽，但是由于细胞渗透及体内生物相容性差，而无法成药。

发明内容

本发明的目的是提供一类吲哚螺吡咯衍生物的合成及其作为肿瘤治疗药物的应用。在体外模型中所述的吲哚咯吡咯类衍生物可以作用于MDM2，并抑制肾癌、肝癌细胞的增殖。因此其可以作为一种新的抗肿瘤的靶向药物。

本发明通过采用多组分串联反应，利用一锅法，反应中间体不需要提纯，合成了一系列母核为吲哚酮和2-吡咯环结构的新型多环吲哚螺吡咯衍生物。与已报道的吲哚螺吡咯类化合物相比较，其结构更为稳定，生物活性更强；而且合成方法更为简易、可控、成本低，适宜规模化生产。

一类吲哚螺吡咯衍生物，其以六氢螺[吲哚啉-3,3'-吡咯里嗪]-2-酮为母核，其结构式如下：

其中，R¹为；2-吡啶基或2-噻吩基；R²为：2-氯苯基、4-氯苯基、2,4-二氯苯基、3-硝基苯基、4-甲氧基苯基、2-甲氧基苯基、2-溴苯基、2-噻吩基、2-萘基、或2,3-二甲氧基苯基；R³为甲基或溴。

一类吲哚螺吡咯衍生物的合成方法：将0.1-0.3g乙酰基吡啶溶于10mL乙醇中，搅拌下加入0.1-0.5mL哌啶和0.2-0.4g邻氯苯甲醛，室温下继续搅拌反应2小时；然后依次加入0.2-0.4g吲哚-2，3-二酮、0.1-0.3g脯氨酸，搅拌混合均匀后放入油浴中60℃反应3小时；反应完全后冷却静置，反应物抽滤，乙醇淋洗，得粗产品；粗产品用95％乙醇重结晶。

上述一类吲哚螺吡咯衍生物作为肿瘤治疗药物的应用。

所述肿瘤的类型包括但不限于：肝癌、肾癌、皮肤癌、鼻咽癌、胃肠癌。

本发明所述的吲哚螺吡咯衍生物对肿瘤细胞增殖的抑制作用：通过CCK-8法检测，显示多环结构吲哚酮螺吡咯对肾癌细胞系和肝癌细胞系的增殖均有抑制作用。随着吲哚咯吡咯类衍生物剂量的增加，对肾癌细胞系和肝癌细胞系的抑制增殖作用也越明显，表现出剂量依赖性。

本发明所述的吲哚螺吡咯衍生物促进肿瘤细胞凋亡作用：通过AnexinV和PI染色和流失细胞分析技术，检测了多环吲哚酮螺吡咯处理肿瘤细胞的凋亡情况。结果显示：多环吲哚酮螺吡咯处理后，肿瘤细胞的凋亡与对照组相比明显升高。在肾癌细胞系Ketr-3和786-O细胞上的凋亡率分别为20.9％、24.8％；在肝癌细胞系HepG2细胞上的凋亡率为65.3％，与单独用药相比差异有统计学意义(P<0.05)。

本发明所述的吲哚螺吡咯衍生物促进肿瘤细胞p53蛋白表达：使用Western Blot技术，分别检测多环吲哚酮螺吡咯处理的肿瘤细胞中p53和MDM2蛋白表达活性。与对照组相比，多环吲哚酮螺吡咯处理能明显升高P53的表达量。

本发明合成的吲哚螺吡咯衍生物可以通过抑制MDM2，上调p53，而使肿瘤细胞发生凋亡。与现有技术相比，具有合成方法简便，质量可控，易于规模化生产；化合物机构稳定，作用靶点明确，抑瘤效果好、毒性低等优势。

附图说明

图1：实施例1中CPHSP的合成路线图。

图2：应用例1中CPHSP抑制肾癌细胞系Ketr-3、786-O的增殖实验结果数据图。

图3：应用例1中CPHSP促进Ketr-3、786-O的凋亡实验结果对比图。

图4：应用例1中CPHSP促进p53蛋白的表达实验结果对比图。

图5：应用例2中CPHSP抑制肝癌细胞系HepG2、Huh7的增殖实验结果数据图。

图6：应用例2中CPHSP促进肝癌细胞HepG2凋亡实验结果对比图。

具体实施方式

实施例1

在25mL圆底烧瓶中加入乙酰基吡啶(0.266g，2.2mmol)、10mL乙醇，搅拌下加入5滴哌啶，然后加入邻氯苯甲醛(0.308g，2.2mmol)，室温下继续搅拌反应2h，薄层层析(TLC)检测反应至原料点消失，反应完全。然后，将吲哚-2，3-二酮(0.294g，2mmol)、脯氨酸(0.230g，2mmol)依次加入到圆底烧瓶中，搅拌混合均匀后放入油浴中60℃反应3h，反应过程用薄层层析(TLC)跟踪监测。反应完全后将烧瓶取出，冷却静置。反应物抽滤，并用少量乙醇淋洗，得粗产品。粗产品用95％乙醇重结晶，得到目标化合物0.615g，产率：70％。

结构表征数据：白色固体；分子式C₂₆H₂₁ClN₃O₂，分子量:442.13；熔点：208～210℃；

红外IR(KBr压片):v:3178,3096,2957,2880,1742,1718,1616,1510,1477,744cm-1；

核磁1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ:1.64～1.81(m,2H,CH2),1.82～1.92(m,2H,CH2),2.34～2.39(m,1H,CH2),2.88(dd,J1＝15.6Hz,J2＝8.4Hz,1H,CH2),4.02～4.09(m,1H,CH),4.52(t,J＝10.4Hz,1H,CH),5.26(d,J＝10.8Hz,1H,CH),6.48(d,J＝7.6Hz,1H,ArH),6.70(t,J＝7.6Hz,1H,ArH),6.93(t,J＝7.6Hz,2H,ArH),7.20(t,J＝7.6Hz,1H,ArH),7.34～7.38(m,2H,ArH),7.42(d,J＝8.0Hz,2H,ArH),7.66(t,J＝7.6Hz,1H,ArH),7.77(d,J＝7.6Hz,1H,ArH),8.37(d,J＝4.4Hz,1H,ArH),10.35(s,1H,NH)；

13C NMR(DMSO-d6,100MHz)δ:25.41,27.83,48.31,50.75,63.17,70.62,71.37,109.13,120.37,120.94,125.45,126.53,127.33,128.58,128.95,129.71,131.23,137.00,139.72,142.83,148.22,152.05,179.97,198.67。

结构表征中，红外3178cm-1为吲哚环上N-H的特征吸收峰，其核磁氢谱中对应10.35处的单峰；红外1742,1718cm-1为两个羰基的吸收峰,其碳谱中对应179.97,198.67吸收峰。其余碳氢的种类和数目与产物结构相吻合。

产物结构中含有四类芳杂环：吲哚环/吡啶环/双吡咯环(吡咯里西啶)/取代苯环，其特殊的螺环结构，稠合的双吡咯结构，以及邻位取代的苯环，包括侧链上的吡啶甲酰基，都增大了产物结构的刚性，形成了该类小分子化合物抑制剂的一类优势结构(一个刚性的中心/三个疏水基团)。由以上结构检测数据可得产物结构式为：

1'-(2-氯苯基)-2'-(2-吡啶甲酰基)-1',2',5',6',7',7a'-六氢螺[吲哚啉-3,3'-吡咯里嗪]-2-酮(1'-(2-chlorophenyl)-2'-picolinoyl-1',2',5',6',7',7a'-hexahydrospiro[indoline-3,3'-pyrrolizin]-2-one，命名为CPHSP)。

抗肿瘤活性应用例1：

肾细胞癌是成人肾脏恶性肿瘤中最常见的类型，占90％以上，约占所有成人恶性肿瘤的2％。早期肾癌的治疗以手术为主，而37％的患者就诊时肿瘤已经发生了转移。对于晚期肾癌，目前主要的治疗方式主要以分子靶向药物以及生物治疗为主但是效果不明显。

不同剂量的实施例1制得的产物CPHSP溶解到二甲基亚砜(DMSO)中，按照指示浓度加入预先孵育有肾癌细胞系Ketr-3、786-O的96孔板中。处理48小时后，使用CCK-8法检测细胞的增值情况。结果显示：与对照组相比，CPHSP处理的Ketr-3、786-O细胞增值活性明显降低，其增值活性与CPHSP剂量呈负相关性。其中，CPHSP对Ketr-3、786-O的半数致死量分别为：40ug/ml和160ug/ml。

经AnnexinⅤ-FITC/PI凋亡试剂盒染色和流式细胞术分析，CPHSP(40ug/ml)处理48h后，肾癌细胞系Ketr-3的凋亡为20.9％，与对照组相比，凋亡增加了6.9倍(*P<0.05)；在肾癌细胞系786-O中的凋亡分别为24.8％，与对照相比，凋亡增加了6.8倍(*P<0.05)。

Western Blot分析结果显示，经Image J灰度分析统计显示，在肾癌细胞系Ketr-3中，经CPHSP(40ug/ml)处理48h后，与Control相比，P53的表达量升高了2倍(**P<0.01)。

抗肿瘤活性应用例2：

原发性肝癌是全球第六大常见恶性肿瘤，致死率排名第二，仅次于肺癌。接近75％的病例分布在亚洲，其中近2/3集中在中国。我国每年死于肝癌的患者约11万，病死率在农村和城市恶性肿瘤病死率中排第一位和第二位。在肝癌的治疗方面，目前仍以手术切除为主要治疗手段，但术后复发率达70％。TACE是肝癌的二线治疗手段，主要适用于中晚期不适于手术切除的肝癌患者。近年也是肝癌术后治疗的主要手段之一，但很难完全彻底克服复发与进展。

不同剂量的CPHSP按照指示浓度加入预先孵育有肝癌细胞系HepG2、HUH7的96孔板中。处理48小时后，使用CCK-8法检测细胞的增值情况。结果显示：与对照组相比，CPHSP处理的肝癌细胞系HepG2、HUH7的抑制增殖明显降低，其增值活性与CPHSP剂量呈负相关性。其中，CPHSP对HepG2、HUH7的半数致死量分别为：80ug/ml、320ug/ml。HUH7细胞对吲哚咯吡咯类衍生物不敏感可能原因为HUH7细胞中的P53是突变型的，而HepG2为野生型的P53。

在肝癌细胞系HepG2中，CPHSP(80ug/ml)处理48h后，经AnexinⅤ-FITC/PI凋亡染色，流式细胞术分析，结果显示：HepG2的凋亡率为65.3％与对照相比，凋亡率增加了10.5倍(**P<0.01)。

Claims

1.一种吲哚螺吡咯衍生物的合成方法，其特征在于，其具体操作步骤为：将0.1-0.3g乙酰基吡啶溶于10mL乙醇中，搅拌下加入0.1-0.5mL哌啶和0.2-0.4g邻氯苯甲醛，室温下继续搅拌反应2小时；然后依次加入0.2-0.4g吲哚-2,3-二酮、0.1-0.3g脯氨酸，搅拌混合均匀后放入油浴中60℃反应3小时；反应完全后冷却静置，反应物抽滤，乙醇淋洗，得粗产品；粗产品用95％乙醇重结晶；

上述方法合成的吲哚螺吡咯衍生物的结构式为：

2.根据权利要求1所述方法合成的吲哚螺吡咯衍生物在制备治疗肿瘤的药物中的应用；其特征在于，所述肿瘤的类型为：肝癌、肾癌。