CN105801604B - 具有肿瘤靶向性的毛萼乙素衍生物、制备方法及用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新药研发及医药技术领域，具体涉及一类新型的具有肿瘤靶向性的毛萼乙素衍生物，特别涉及通过拼合原理在毛萼乙素母核上引入肿瘤靶向基团的毛萼乙素6‑O‑取代衍生物。本发明还公开了这些具有肿瘤靶向性的毛萼乙素衍生物的制备方法和这些新型衍生物用于抗肿瘤的用途。

Description

具有肿瘤靶向性的毛萼乙素衍生物、制备方法及用途
技术领域
本发明涉及新药研发及医药技术领域，具体涉及一类新型的具有肿瘤靶向性的毛萼乙素衍生物，特别涉及通过拼合原理在毛萼乙素母核上引入肿瘤靶向基团的毛萼乙素6-O-取代衍生物。本发明还公开了这些具有肿瘤靶向性的毛萼乙素衍生物的制备方法和这些新型衍生物用于抗肿瘤的用途。
技术背景
天然活性分子的复杂骨架和显著的生物活性一直是新药研究的理想模板，特别是植物来源的化合物在研发多种临床应用的抗癌药物中一直发挥着重要作用。虽然天然产物在药物研发中有着独到的优势，但是像紫杉醇、喜树碱等活性天然产物能被直接开发成药物的例子并不多见，大多需经过结构修饰和优化才能获得更为理想的候选药物。故选择活性天然产物作为先导物，对其进行结构修饰和改造以开发抗肿瘤新药一直是目前抗肿瘤药物研发的有效手段之一。
贝壳杉烷型二萜类天然产物毛萼乙素(Eriocalyxin B)是从唇形科香茶菜属(Rabdosia)植物中分离得到的一种天然对映-贝壳杉烷二萜类化合物，其具有显著的抑制肿瘤生长作用以及免疫调节活性，在抗肿瘤和炎症等方面具有重要的应用前景。相关研究表明毛萼乙素的抗肿瘤作用机制包括调控细胞内多种重要信号通路，如MAPK、P53等信号通路，其中对于NF-kappaB信号通路活性的调控在抗肿瘤活性以及免疫调节活性中发挥了重要的作用。毛萼乙素由于具备广泛的抗肿瘤活性，近年来越来越受到人们的关注。然而，毛萼乙素虽然具有较好的体外抗肿瘤活性，但由于水溶性差，对肿瘤选择性不高，制剂困难，限制了其在临床上的进一步应用。因此，对毛萼乙素进行结构改造以进一步提高毛萼乙素的抗肿瘤活性，提高对肿瘤的选择性是加快毛萼乙素作为抗肿瘤新药研发的一项迫切而又具有重要意义的工作。
先前的研究表明毛萼乙素主要是通过诱导肿瘤细胞发生凋亡，阻滞细胞周期来发挥抗肿瘤活性，因此，毛萼乙素对正常细胞也有一定的毒性，其对肿瘤细胞的选择性并不理想。因此需要对其进行结构改造以提高其对肿瘤的选择性。肿瘤组织与正常组织的最大区别就在于它需要大量的各种营养物质和维他命来维持其很高的代谢率。而代谢率较高造成肿瘤组织的低氧状态，从而导致其进行无氧代谢，产生乳酸，使得肿瘤组织的pH较低，显酸性。另外，肿瘤细胞还有许多与正常细胞相比过度表达的受体、酶以及各种生物标志物。科学家们利用肿瘤组织这些独有的特点开发了一系列靶向抗肿瘤策略。
肿瘤细胞表面有一些特异性表达的受体(如叶酸受体、生物素受体等)，将其对应的配体(如叶酸、生物素)与抗肿瘤药物偶联，借助受体-配体的特异性识别，通过肿瘤细胞内吞作用使得药物分子靶向性地进入肿瘤细胞，然后再在细胞内活化释放原药，可以达到靶向肿瘤的目的。叶酸属于维生素B家族，它在新细胞的形成中主要参与核酸碱基对的生物合成，叶酸受体在正常细胞中表达量很低，并且只在肾、肺、甲状腺等表皮细胞丰富的器官中表达。但在多种肿瘤细胞中，叶酸受体都高度表达，尤其是在卵巢癌、子宫癌中。[3H]标记的叶酸同位素研究表明，叶酸与肿瘤细胞的结合能力要比正常细胞高20多倍，对肿瘤细胞具有非常好的选择性。因此，在本研究中，我们选择叶酸作为肿瘤靶向基团，将其与毛萼乙素进行连接，希望提高毛萼乙素对肿瘤细胞的选择性，减少对正常细胞的毒性。
发明内容
本发明的目的旨在寻找活性好，毒性小，靶向肿瘤的毛萼乙素新药候选化合物，并进一步提供一种治疗肿瘤及其它疾病或病症的药物组合物。
本发明立足天然产物的结构改造，依据药物化学中的拼合原理，连接具有肿瘤靶向性的叶酸基团以来提高毛萼乙素对肿瘤的靶向性，设计获得新型毛萼乙素6-O-取代衍生物，为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
通式(I)所示毛萼乙素衍生物或其可药用盐：
其中n值为1-5，m值为1-8。
进一步地，n优选2-3，m优选3-5。
本发明中所述的毛萼乙素靶向抗肿瘤药物，最优选n为3，m为4。
所述肿瘤靶向药物含有毛萼乙素骨架，到达肿瘤细胞后能够释放出毛萼乙素，发挥抗肿瘤活性。另外分子中含有叶酸基团，使得分子能够靶向肿瘤细胞表面过表达的叶酸受体，便得分子能够发挥肿瘤靶向作用。
上述的毛萼乙素肿瘤靶向分子的制备方法概述如下：
(1)在室温下，将叶酸与二醇混合，加入缩合剂反应得到相应的醇产物b；(2)将毛萼乙素与酸酐在DMAP作用下得到酸衍生物d；(3)将步骤(2)中得到的酸衍生物d与步骤(1)中得到的醇产物b在缩合剂存在下反应得到毛萼乙素肿瘤靶向衍生物。
其合成路线如下：
本发明的部分优选化合物为：
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-丙醇叶酸
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-丁醇叶酸
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-戊醇叶酸
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-丙醇叶酸
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-丁醇叶酸
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-戊醇叶酸
药理试验证明，本发明的毛萼乙素衍生物对肿瘤细胞具有较好的选择性，有着更好的抗肿瘤作用，可以用于进一步制备抗肿瘤药物。优选治疗的肿瘤疾病是胶质瘤、肝癌、子宫癌、胃癌、乳腺癌。
下面是本发明部分化合物的体外抗人类多种肿瘤增殖活性的药理实验结果：实验设备与试剂
仪器 超净工作台(苏州艾可林净化设备有限公司)
恒温CO2培养箱(日本SANYO)
酶联免疫检测仪(美国BIO-RAD)
倒置生物显微镜(日本OLYMPUS)
试剂 青、链霉素混合液(南京凯基生物科技发展有限公司)
胰蛋白酶消化液(南京凯基生物科技发展有限公司)
PBS(南京凯基生物科技发展有限公司)
MTT(BIOSHARP)
DMSO(SIGMA)
细胞株 人胶质瘤细胞U251、人肝癌细胞Bel-7402、人子宫癌
细胞ME-180、人胃癌细胞MGC-803、人乳腺癌细胞
MCF-7、人乳腺正常细胞HCC1937。
实验方法
1.细胞消化、计数、制成浓度为5×104个/mL的细胞悬液，96孔板中每孔加入100μl细胞悬液(每孔5×103个细胞)；
2.96孔板置于37℃，5％CO2培养箱中培养24小时；
3.用完全培养基稀释药物至所需浓度，每孔加入100μL相应的含药培养基；
4.96孔板置于37℃，5％CO2培养箱中培养72小时；
5.MTT法：
1)将96孔板进行MTT染色，λ＝490nm，测定OD值。
2)每孔加入20μL MTT(5mg/mL)，在培养箱继续培养4小时；
3)弃去培养基，每孔加入150μL DMSO溶解，摇床10分钟轻轻混匀；λ＝490nm，酶标仪读出每孔的OD值。
6.计算抑制率。
实验结果
表1 实施例对4种人类癌细胞株及正常细胞的抗增殖活性IC50值(μM)
样品 U251 ME-180 MGC-803 Bel-7402 MCF-7 HCC1937
毛萼乙素 1.98 1.76 1.43 0.74 1.69 3.47
实施例1 0.23 0.17 0.68 0.20 0.09 4.08
实施例2 0.12 0.24 0.89 0.16 0.11 5.76
实施例3 0.24 0.38 1.12 0.31 0.22 7.22
实施例4 0.39 0.41 0.22 0.26 0.12 7.98
实施例5 0.37 0.53 0.58 0.24 0.20 14.23
实施例6 0.42 0.50 0.79 0.37 0.25 8.19
下面是本发明部分化合物的体内抗肿瘤活性的药理实验结果：
实验方法
由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供，周龄为4周，体重13-16g的雌性Balb/c裸鼠90只，SPF实验室培养。胰酶消化单层培养的U251细胞并计数，以不含牛血清的DMEM培养基清洗2次，采用瘤细胞悬液接种方法制作动物模型，裸鼠予乙醚麻醉后，选择裸鼠头部顶枕区，用无菌注射针头钻孔，将吸有5μL细胞悬液的微量进样器垂直硬脑膜表面插入，旋转缓慢进针2mm，回抽有阻力，无脑脊液吸出，10min内缓慢注入，待细胞沉积后，缓慢拔针。90只荷瘤鼠随机分为9组，于接种后8天给药。衍生物溶于DMSO，再滴入poloxamer母液，最后加生理盐水至所需剂量。DMSO终浓度为1％，poloxamer终浓度为2％。各组裸鼠给药，模型组注射等量溶媒，每天注射1次，持续25天；阳性对照组注射10mg/kg紫杉醇，隔天注射1次；毛萼乙素组注射10mg/kg毛萼乙素，每天注射1次，持续25天；衍生物组注射10mg/kg的衍生物，每天1次，持续注射25天。注射方法为将微量进样器于颅骨缺损处瘤内注射。给药25天结束后处死裸鼠，开颅取脑，测量移植瘤的最长径(L)和与之垂直的最宽径(W)，根据公式V＝L*W2/2计算肿瘤体积。计算肿瘤生长抑制率(％)，用SPSS 17.0对结果进行分析，组间用t检验进行统计学分析处理，公式为：
实验结果
表2 部分实施例的体内抗肿瘤活性
具体实施方式
以下通过实施例形式展示具体的实施方式，对本发明内容进行进一步的详细说明，但不应当将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡是基于本发明上述内容在本领域内所能实现的技术均应属于本发明的内容。
实施例1
在室温下，将叶酸与10当量的丙二醇混合，溶于二氯甲烷中加入缩合剂EDCI与催化剂DMAP，室温搅拌4h，浓缩后加入水，乙酸乙酯提取，合并有机层，水洗，饱和食盐水洗，无水Na2SO4干燥，浓缩后柱层析(MeOH/CH2Cl21∶50，v/v)得到叶酸丙醇。将毛萼乙素与丁二酸酐溶于二氯甲烷，在DMAP作用下室温搅拌72小时得到毛萼乙素丁酸衍生物。将叶酸丙醇与毛萼乙素丁酸溶于二氯甲烷中，室温搅拌18小时，加入适量水，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析(二氯甲烷∶甲醇＝100∶1)，得白色粉末状固体。
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-丙醇叶酸
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)1.12(s，6H)，1.52(m，2H)，1.85(m，2H)，1.90(m，1H)，2.24(m，2H)，2.34(m，2H)，2.35(m，2H)，2.65(m，4H)，2.87(m，2H)，2.95(m，2H)，3.54(m，4H)，3.77(m，4H)，4.09，3.91(dd，2H)，4.01(s，1H)，4.11(m，2H)，4.30(m，1H)，4.33(s，2H)，4.55(m，1H)，5.87(s，1H)，6.15(s，1H)，6.25(s，1H)，6.33(s，1H)，7.17(d，2H)，7.56(d，2H)，8.45(1H，s)，8.52(2H，br)，9.03(1H，s).
实施例2
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-丁醇叶酸
参照实施例1的合成方法。1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)1.11(s，6H)，1.52(m，2H)，1.86(m，2H)，1.91(m，1H)，2.26(m，2H)，2.38(m，2H)，2.39(m，2H)，2.71(m，4H)，2.83(m，4H)，2.97(m，2H)，3.78(m，4H)，3.78(m，4H)，4.11，3.78(dd，2H)，4.00(s，1H)，4.18(m，2H)，4.35(m，1H)，4.39(s，2H)，4.53(m，1H)，5.86(s，1H)，6.18(s，1H)，6.29(s，1H)，6.33(s，1H)，7.18(d，2H)，7.58(d，2H)，8.44(1H，s)，8.59(2H，br)，9.09(1H，s).
实施例3
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-戊醇叶酸
参照实施例1的合成方法。1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)1.08(s，6H)，1.54(m，2H)，1.88(m，2H)，1.93(m，1H)，2.18(m，2H)，2.39(m，2H)，2.41(m，2H)，2.65(m，4H)，2.85(m，2H)，2.88(m，2H)，2.86(m，4H)，3.49(m，4H)，3.72(m，4H)，4.00(s，1H)，4.08，3.92(dd，2H)，4.17(m，2H)，4.29(m，1H)，4.32(s，2H)，4.57(m，1H)，5.89(s，1H)，6.17(s，1H)，6.29(s，1H)，6.33(s，1H)，7.18(d，2H)，7.56(d，2H)，8.49(1H，s)，8.56(2H，br)，9.11(1H，s).
实施例4
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-丙醇叶酸
参照实施例1的合成方法。1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)1.16(s，6H)，1.53(m，2H)，1.87(m，2H)，1.92(m，1H)，2.28(m，2H)，2.38(m，2H)，2.39(m，2H)，2.55(m，2H)，2.62(m，4H)，2.86(m，2H)，2.99(m，2H)，3.54(m，4H)，3.78(m，4H)，4.08，3.96(dd，2H)，4.05(s，1H)，4.12(m，2H)，4.36(m，1H)，4.38(s，2H)，4.50(m，1H)，5.87(s，1H)，6.19(s，1H)，6.24(s，1H)，6.37(s，1H)，7.19(d，2H)，7.58(d，2H)，8.45(1H，s)，8.59(2H，br)，9.06(1H，s).
实施例5
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-丁醇叶酸
参照实施例1的合成方法。1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)1.19(s，6H)，1.58(m，2H)，1.86(m，2H)，1.99(m，1H)，2.23(m，2H)，2.30(m，2H)，2.34(m，2H)，2.65(m，2H)，2.67(m，4H)，2.99(m，2H)，3.53(m，4H)，2.79(m，4H)，3.79(m，4H)，4.05，3.85(dd，2H)，4.08(s，1H)，4.10(m，2H)，4.52(m，1H)，4.38(s，2H)，4.56(m，1H)，5.82(s，1H)，6.19(s，1H)，6.24(s，1H)，6.32(s，1H)，7.17(d，2H)，7.59(d，2H)，8.45(1H，s)，8.59(2H，br)，9.09(1H，s)。
实施例6
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-戊醇叶酸
参照实施例1的合成方法。1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)1.12(s，6H)，1.53(m，2H)，1.89(m，2H)，1.94(m，1H)，2.21(m，2H)，2.29(m，2H)，2.30(m，2H)，2.34(m，4H)，2.62(m，4H)，2.87(m，4H)，2.98(m，2H)，3.54(m，4H)，3.79(m，4H)，4.09，3.90(dd，2H)，4.11(s，1H)，4.16(m，2H)，4.38(m，1H)，4.39(s，2H)，4.58(m，1H)，5.89(s，1H)，6.13(s，1H)，6.27(s，1H)，6.38(s，1H)，7.19(d，2H)，7.59(d，2H)，8.40(1H，s)，8.50(2H，br)，8.99(1H，s)。
实施例7
取上述配方，用常规方法制备成片剂。

Claims (5)

1.通式(I)所示毛萼乙素衍生物或其可药用盐：
其中n值为1-5，m值为1-8。
2.权利要求1的毛萼乙素衍生物或其药学上可接受的盐，
n优选2-3，m优选3-5。
3.权利要求2的化合物或其可药用盐，代表性化合物为
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-丙醇叶酸；
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-丁醇叶酸；
O-(6-O-丁二酸双酰基毛萼乙素)-戊醇叶酸；
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-丙醇叶酸；
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-丁醇叶酸；
O-(6-O-戊二酸双酰基毛萼乙素)-戊醇叶酸。
4.一种药物组合物，其中含有治疗有效量的权利要求1的通式(I)的化合物及药学上可接受的载体。
5.权利要求1的化合物或其盐在制备治疗胶质瘤、肝癌、子宫癌、胃癌、及乳腺癌疾病药物中的应用。
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