CN106565530B

CN106565530B - 一种氨基酸衍生物及其应用

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Publication number: CN106565530B
Application number: CN201610946360.XA
Authority: CN
Inventors: 臧林泉; 蔡肇栩
Original assignee: Guangdong Pharmaceutical University
Current assignee: Guangdong Pharmaceutical University
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2018-08-07
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: CN106565530A

Abstract

本发明设计药物化学技术领域，具体公开了一种氨基酸衍生物及其应用。所述的氨基酸衍生物由2‑羟基丙酮或其修饰物与氨基酸缩合而成；所述的反应位点为氨基酸的羧基端、氨基端、侧链的氨基、羧基或巯基。该化合物作为抗肿瘤药物具有高效、低毒、耐药慢的优点。

Description

一种氨基酸衍生物及其应用

技术领域

本发明设计药物化学技术领域，具体涉及一种氨基酸衍生物及其应用。

背景技术

癌症是严重威胁人类生命和社会发展的重大疾病。在2012年，全球约有1.41千万新发病例，820万患者死于癌症。其中57％的癌症患者以及65％的癌症死亡患者来自于发展中国家。《2015年中国癌症统计》资料显示，预测我国仅在2015年共有429.2万新发肿瘤病例和281.5万癌症死亡病例，发病率前三名是肺癌、胃癌和食道癌，致死率前三名的癌症则有肺癌、胃癌和肝癌。由此可见肺癌无论从发病率还是致死率都是最高的。癌症已成为我国居民“第一杀手”，严重威胁着我国居民的身心健康。

随着医学分子生物学的发展，肿瘤分子靶向治疗日益受到临床重视，已经成为恶性肿瘤治疗的新手段。肿瘤分子靶向治疗是指在细胞分子水平上，针对主要的致癌相关分子设计相应的治疗药物，药物进入体内后特异性选择致癌分子发生作用，下调受体的表达或下游基因的活化，达到程序化逆转肿瘤细胞分化的能力，或者间接靶向肿瘤新生血管，使肿瘤细胞缺血而产生凋亡、坏死。与传统细胞毒药物不同的是，分子靶向治疗主要针对病变细胞，具有特异性抗肿瘤作用，可以减少对正常组织的损伤，因此毒性(骨髓抑制、脱发和肾功能损害等)明显减少。从而提高了患者的生活质量。一些小分子靶向药物主要是替尼类药物在临床上的应用日益增多，且在一些肿瘤类别中已经进入一线用药地位，比如肾癌、慢性粒细胞性白血病、多发性骨髓瘤等。替尼类抗肿瘤药物是一类新型生物靶向治疗肿瘤药物，目前在我国市场常见有11种产品，其中伊马替尼是全球第一个上市的单一靶点小分子靶向制剂，随后吉非替尼、厄洛替尼以及多靶点的索拉非尼、舒尼替尼、凡德他尼、拉帕替尼等相继上市。已上市的品种主要用于非小细胞肺癌、白血病、肾癌、甲状腺癌的治疗。

近年来，小分子抗肿瘤靶向性药物的市场规模逐年增长，但一些小分子抗肿瘤药物依然存在副作用较强，耐药快等缺点。因此，开发一种选择性作用于特定靶位的高效、低毒、耐药慢的新型抗肿瘤药物，已成为当今抗肿瘤药研发的重要方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术中的抗癌药物存在副作用强、耐药快的不足，提供一种氨基酸衍生物。该化合物作为抗肿瘤药物具有高效、低毒、肿瘤细胞或组织对其耐药慢的优点。

一种氨基酸衍生物，由2-羟基丙酮或其修饰物与氨基酸缩合而成。

优选地，所述的氨基酸衍生物，其反应位点为氨基酸的羧基端、氨基端、侧链的氨基、羧基或巯基。

进一步优选地，所述的氨基酸衍生物，具有式Ⅰ～Ⅵ的任一结构：

Y-X(式IV)、X–Y1(式V)、Y2(X)(式VI)

式中：

X选自2-羟基丙酮或其修饰物，或含有2-羟基丙酮的化合物与氨基酸偶联反应后的残基及其简单修饰物；

R或R'独立选自组成人体蛋白质的L-型氨基酸，或D-型氨基酸的侧链取代基及其简单修饰物，或构成各种人体内天然氨基酸代谢的中间体的侧链取代基；

Y、Y₁、Y₂独立为多肽；Y2(X)表示X是连在多肽中某一氨基酸残基的侧链上。

最优选地，所述的氨基酸衍生物，选自如下任一结构的化合物：

优选地，所述氨基酸衍生物还包括其药用盐、酯或醚。

所述的氨基酸衍生物在制备具有抗肿瘤作用的药物中的应用。

有益效果：本发明从药理学的角度寻找合适的靶点，加以药物化学的构效关系分析，设计出新型结构的化合物，所述的化合物具有高效、低毒、肿瘤细胞或者组织对其耐药慢的优点。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。

实施例1 2-氧代丙基谷氨酰胺的制备

(1)称取2g Boc-Gln-OH溶于30ml的无水二氯甲烷，并搅拌均匀(不能完全溶解)。(2)称取DMAP 0.29g到反应体系中一起搅拌均匀；在磁力搅拌器300转速搅拌。(3)称取1.84g的EDC，加15ml的无水二氯甲烷溶解(现象：不溶分层，白色固体在上)倒入恒压滴液漏斗，再用移液枪量取1.64ml丙酮醇滴入恒压滴液漏斗(现象：在加入丙酮醇后分层消失，变为无色液体)，300转速冰浴搅拌。(4)随后反应3小时，每小时取样100μl。(反应体系在一小时后变得无色澄清，谷氨酰胺全部溶解)(5)四小时后停止反应，用10％KHSO₄萃取，取下层；取下层溶液再加饱和食盐水进行萃取，取下层溶液。(6)再用5％NaHCO₃萃取，取下层；取下层溶液再加饱和食盐水进行萃取，取下层溶液。(7)将溶液旋干，得到黄色油状物，底物有少量白色固体(氯化钠固体)。(8)再加20ml的二氯甲烷溶解黄色油状物，用沙星漏斗过滤氯化钠，再次旋干，得到第一步产物(淡黄色油状物)。(9)将Hcl气体/二氧六环溶液加入上述的第一步产物，在冰浴条件下搅拌1.5小时，见有白色絮状物析出，停止反应，将其过滤后得2-氧代丙基谷氨酰胺。2-氧代丙基谷氨酰胺的质谱以及核磁表征数据如下：正离子质谱图显示质谱结果m/z(100％)203，质谱数据与实施例1所述化合物理论值一致；¹H NMR(500MHz,D₂O)δ5.07(d,J＝4.7Hz,2H),4.38–4.32(m,1H),2.71(t,J＝7.2Hz,1H),2.63–2.57(m,1H),2.31(dt,J＝12.9,7.1Hz,2H),2.25(s,3H).氢原子归属与实施例1所述化合物理论值一致。¹³C NMR(126MHz,D₂O)δ205.68,177.24,176.48,169.35,70.28,52.49,52.31,30.68,29.65,25.92,25.87,25.81,25.40.碳原子归属与实施例1所述化合物理论值一致。

实施例2本发明化合物体内药效学评价

1.实验方法：

1.1实验动物：

健康Balb-c裸鼠40只，SPF级，雄雌各半，4周龄左右，体重18-22g，购自中山大学动物实验中心(合格证号：SCXK(粤)2011-0029)。

接种2周后取瘤体直径约0.5cm的裸鼠用于实验。

1.2A549荷瘤裸鼠模型的建立：

培养人肺腺癌细胞株A549到所需要浓度1×10⁷个/ml，于裸鼠前右腋下皮下接种，2周后待肿瘤长至至1.0×1.0cm左右，取裸鼠肿瘤组织均匀剪碎，套管接种至受试裸鼠前右腋下皮下，2周后观察，选取肿瘤成长约0.5*0.5cm的荷瘤裸鼠用于实验。

1.3动物分组：

A549细胞株：

模型组：10只动物，雌雄各半

顺铂(iv)：10只动物，雌雄各半

实施例1化合物(iv)：10只动物，雌雄各半

实施例1化合物(ig)：10只动物，雌雄各半

1.4剂量设置：

模型组：--

顺铂(iv)：5μmol/kg

实施例1化合物(A549)(iv)：50μmol/kg一天两次

实施例1化合物(A549)(ig)：50μmol/kg一天两次

检测指标：

(1)肿瘤体积(tumor volume,TV)的计算公式为：

V＝1/2×a×b²(a、b分别表示肿瘤的长和宽)

(a,b单位为mm，肿瘤体积V单位为mm³)

(2)肿瘤重量抑制率＝(1-治疗组平均瘤重/对照组平均瘤重)×100％

(3)肿瘤体积抑制率＝(1-(治疗组给药前体积-治疗组给药后体积)/(对照组给药前体积-对照组给药后体积))×100％

1.5给药方法：

连续14天每天给药。采用静脉注射和灌胃给药两种给药方式，每日给药前称重，并量算肿瘤体积，根据每日体重确定每次给药量。隔日称重，量算肿瘤体积。至第15天结束，将动物处死，取出心、肝、脾、肺、肾、肿瘤。分别称重后，于10％甲醛中保存。

2实验结果

2.1肿瘤质量抑制率

表1本发明化合物对A549细胞株肿瘤质量抑制率

2.2肿瘤体积抑制率

表2本发明化合物对A549细胞株体积肿瘤

3实验讨论

1)重量抑瘤率：对于A549细胞株，拥有正抑制率：(实施例1化合物(ig)62.94％)＞顺铂(iv)16％。

2)体积抑制率：对于A549细胞株：(实施例1化合物(ig)73.38％)＞顺铂(iv)26.48％。

3)总体表现为实施例1化合物(ig)对荷瘤非小细胞肺癌A549细胞株裸鼠抑制作用较强。

实施例3本发明化合物体内药效学评价

重复荷瘤A549裸鼠抗肿瘤实验：

1实验方法：

1.1实验动物：

健康Balb-c裸鼠24只，SPF级，雄雌各半，4周龄左右，体重18-22g，广东省动物实验中心。(合格证号：SCXK(粤)2013-0002)

接种2周后取瘤体直径约0.5cm的裸鼠用于实验。

1.2A549荷瘤裸鼠模型的建立：

培养人肺腺癌细胞株A549到所需要浓度1×10⁷个/ml，于裸鼠前右腋下皮下接种，2周后待肿瘤长至1.0×1.0cm左右，取裸鼠肿瘤组织均匀剪碎，套管接种至受试裸鼠前右腋下皮下，2周后观察，选取肿瘤成长约0.5*0.5cm的荷瘤裸鼠用于实验。

1.3对A549荷瘤裸鼠的抑瘤作用

1.3.1动物分组：

挑选肿瘤体积约为0.5×0.5cm的模型荷瘤裸鼠进行随机分组

A549细胞株：

模型组：8只动物，雌雄各半

顺铂组：8只动物，雌雄各半

OR-1(ig)：8只动物，雌雄各半

1.3.2剂量设置：

模型组：--

顺铂组：10μmol/kg

OR-1(ig)：100μmol/kg，一天两次

1.3.3给药方法：

连续19天每天给药。采用灌胃给药，每日给药前称重，并量算肿瘤体积，根据体重确定每次给药量。隔日称重，量算肿瘤体积。至第20天结束，将动物处死，取出心、肝、脾、肺、肾、肿瘤。分别称重后，于10％甲醛中保存。

检测指标：

(1)肿瘤体积(tumor volume,TV)的计算公式为：

V＝1/2×a×b²(a、b分别表示肿瘤的长和宽)

(a,b单位为mm，肿瘤体积V单位为mm³)

2.实验结果

实施例1 A549肿瘤重量抑制率

实施例1 A549肿瘤体积抑制率

3.实验讨论

1)重量抑瘤率：对于A549细胞株，拥有正抑制率：顺铂(iv)59.11％＞(实施例1化合物(ig)33.85％)。

2)体积抑制率：对于A549细胞株：顺铂(iv)87.35％＞(实施例1化合物(ig)39.18％)。

3)实施例3药效实验阳性对照组顺铂给药初始剂量为10μmol/kg，对比实施例2剂量增加，所以在抗肿瘤方面有更好抑制效果。

4)本次药效实验，实施例1化合物对荷瘤非小细胞肺癌A549细胞株裸鼠有明显的抑制作用。

实施例4本发明化合物对昆明小鼠的急性毒性实验

1实验方法

1.1实验动物

健康昆明小鼠，雄雌各半，4周龄左右，体重18-22g，购自广东省医学实验动物中心。(合格证号：SCXK(粤)2013-0002)。

1.2药物的配制

实施例1化合物用生理盐水溶解，混匀，在超净工作台内以0.22μm滤头过滤除菌。

1.3分组

预先采用少量动物逐步摸索出上下限量，即使全部动物死亡的最小剂量(Dm)和一个动物也不死亡的最大剂量(Dn)。根据预实验结果确定实验组数和剂量，将动物分为7个剂量组。

方法：采用随机方法进行分组。

数量：满足统计学要求，通常每个剂量组包括10只动物。

剂量：在预试的基础上进行正式试验。实施例1化合物剂量分别设为625.00mg/kg、675.63mg/kg、730.36mg/kg、789.52mg/kg、853.47mg/kg、922.60mg/kg、1000.00mg/kg七组。

给药方法：给药前禁食6-12小时，给药后再禁食3-4小时。

给药途径：尾静脉注射。

2实验结果

表3实施例1化合物对KM小鼠的急性毒性

半数致死量LD₅₀＝764.20mg/kg

LD₅₀(Feiller校正)95％的可信限＝713.88--812.32

表4实施例1化合物对KM小鼠的半数致死量

结果表明，实施例1化合物的LD₅₀是764.2mg/kg(3783.2μmol/kg)，而本次体内药效学实验使用阳性药物为顺铂。相关文献显示，顺铂静脉给药LD₅₀为11mg/kg(36.67μmol/kg)。

实施例3中表4数据对应的顺铂给药量为10μmol/kg，实施例1化合物给药量为100μmol/kg。按照相对治疗指数计算公式，将实施例1化合物的LD₅₀与药效学实际给药量得出比值，阳性对照药顺铂的相对治疗指数(TI_顺铂)为3.67；实施例1化合物的相对治疗指数(TI_实施例1)为37.84。相对治疗指数是反映药物安全性的重要指标，由此可知，实施例1化合物的安全性比顺铂高10.31(TI_OR-1/TI_顺铂)倍。由此可知，实施例1化合物在动物体内给药对比顺铂安全范围大，安全性高。

Claims

1.一种氨基酸衍生物，其特征在于，选自如下任一结构的化合物：

2.权利要求1所述的氨基酸衍生物在制备具有抗肿瘤作用的药物中的应用。