CN112704683A

CN112704683A - 一种新型喜树碱衍生物及其制备抗肿瘤药物的应用

Info

Publication number: CN112704683A
Application number: CN202011644016.8A
Authority: CN
Inventors: 田京伟; 王洪波; 刘宗亮; 李敏; 刘妍杰; 刘雪村; 李小鹏
Original assignee: Yantai University
Current assignee: Yantai University
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-04-27

Abstract

本发明属于有机合成领域，公开了一种新型喜树碱衍生物及其制备抗肿瘤药物的应用。本发明通过结构修饰在保证新型喜树碱衍生物稳定性和抗肿瘤活性的前提下降低其毒性，有效量的喜树碱衍生物或其药学上可接受的盐酸盐用于制备抗肿瘤药物治疗结直肠癌等疾病或病症。

Description

一种新型喜树碱衍生物及其制备抗肿瘤药物的应用

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及一种喜树碱衍生物及其制备方法和制备抗结直肠癌药物的研究。本发明通过结构修饰改造以SN38为基本骨架对结直肠癌有良好抑制效果的化合物。

背景技术

结直肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一近年来,我国结直肠癌发病率和死亡率均保持上升趋势2018中国癌症统计报告显示,我国结直肠癌发病率和死亡率在全部恶性肿瘤中分别位居第3和第5位,其中新发病例37.6万例,死亡病例19.1万例中国已成为全球结直肠癌每年新发病例数和死亡病例数最多的国家,结直肠癌严重影响和威胁我国居民身体健康。手术是临床治疗该疾病的一种重要方式，但术后有一半左右的患者会出远现处转移或者复发现象。且研究显示，30％左右的结直肠癌患者入院诊断时，其病情已处于中晚期，需通过化疗来延长生存时间。现在治疗转移性结直肠癌的化疗药物品种很多，包括奥沙利铂、氟尿嘧啶、伊立替康及分子靶向药物西妥昔单抗、贝伐单抗等组成的多种化疗方案。其中伊立替康联合5-氟尿嘧啶与亚叶酸钙方案已经作为治疗转移性结直肠癌的经典一线化疗方案，伊立替康在临床上的广泛应用使得治疗的效率占半数以上。

喜树碱(CPT)和10-轻基喜树碱(HCPT)是从珙桐科旱莲属植物喜树的根、皮、果实提取制得的一种喹啉类天然生物碱,对肺癌胰腺癌前列腺癌等多种肿瘤均有较好的疗效。尽管众多研究表明CPT具有良好的抗肿瘤作用，但是仍有诸多问题限制它在临床的应用：(1)水溶性差，几乎不能口服。(2)稳定性差。(3)缺乏靶向性。对此科学家进行了大量的结构优化工作，但是目前已经上市的喜树碱类的药物仅有：拓扑替康、伊立替康(CPT-11)、贝洛替康、10-羟基喜树碱。虽然有大量的文献报道了多种新型喜树碱的研究也取得了一定的进展，但是在保持抗肿瘤活性的同时减少其毒副作用仍是极具挑战性的。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明旨在提供一种新型喜树碱衍生物及其制备抗肿瘤药物的应用，修饰制备一种具有保持抗肿瘤活性的同时减少其毒副作用的喜树碱衍生物。

本发明涉及的一种新型喜树碱衍生物C，其结构式如下：

新型喜树碱衍生物C的合成路线如下所示：

而且，经过一系列的优化改造发现本发明制备的新型喜树碱衍生物是优良的拓扑异构酶I(Topo I)抑制剂能够有效抑制多种结直肠癌癌细胞的增殖，是潜在的治疗结直肠癌的药物。

本发明提供新型喜树碱衍生物C或其药学上可接受的盐酸盐制备抗肿瘤药物的应用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

新型喜树碱衍生物制备抗肿瘤药物的应用，所述喜树碱衍生物如结构式C所示：

优选的，所述肿瘤细胞为直肠癌，进一步具体的为LS180、HCT116、HT-29和CT-26。

本发明中所采用的述语“药学上可接受的盐”是指在可靠的医药评价范围内，化合物的盐类适于与人或较低等动物的组织相接触而无不适当的毒性、刺激及过敏反应等，具有相当合理的收益/风险比例，通常是水或油的或可分散的，并可有效的用于其预期的用途。包括药学上可接受的酸加成盐和药学上可接受的碱加成盐，在这里是可用的并与通式化合物的化学性质相容的。

有益效果

新型喜树碱衍生物相比CPT-11表现出对肿瘤细胞更强的抗肿瘤活性和对正常细胞更低的毒性，新型喜树碱衍生物相比CPT-11更适宜作为抗肿瘤药物给药。

本发明通过结构修饰，在保证新型喜树碱衍生物稳定性和抗肿瘤活性的前提下降低了其毒性，有效量的新型喜树碱衍生物或其药学上可接受的盐酸盐用于制备抗肿瘤药物治疗结直肠癌等疾病或病症。

附图说明

图1为新型喜树碱衍生物C在LS180肿瘤模型中的抗肿瘤作用。

具体实施方式

实施例1新型喜树碱衍生物C的合成

按如下路线制备：

1)化合物7的制备：向1L烧瓶中加入化合物4(5.42g,22mmol)、乙腈(108.4mL)、丁二酸酐(2.0g,20mmol)和4-二甲氨基吡啶(3.7g,30mmol)，将反应混合物室温搅拌过夜。先浓缩，再加入乙酸乙酯稀释，用水洗涤，再用无水硫酸钠干燥有机相，浓缩至干，得到的残留物用制备HPLC分离，得到化合物7(2.1g，30.3％产率)。LC-MS m/z:347[M+H]+；RT＝4.901min。

2)化合物C的制备：向含有化合物7(2.5g,7.22mmol)的N,N-二甲基甲酰胺(25mL)溶液中添加化合物1(2.83g,7.22mmol)、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(2.8g，14.4mmol)和4-二甲氨基吡啶(88mg,0.722mmol)。将反应混合物室温搅拌过夜。先浓缩，再加入乙酸乙酯稀释，用水洗涤，再用无水硫酸钠干燥有机相，浓缩至干，得到的残留物用HPLC分离，得到目标化合物C(2.1g，40.3％产率)，为白色固体。LC-MS m/z:721[M+H]+；RT＝7.147min。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:11.94(d,J＝4.8Hz,1H),8.21(d,J＝9.2Hz,2H),8.08(d,J＝6.8Hz,1H),8.00(d,J＝2.0Hz,1H),7.65(m,1H),7.33(s,1H),6.52(s,1H),5.76(d,J＝5.2Hz,2H),5.44(s,2H),5.34(s,2H),4.91～4.88(m,1H),4.47～4.45(m,1H),4.08～4.04(m,1H),3.20～3.14(m,2H),3.01～2.98(m,2H),2.86～2.83(m,2H),1.92～1.82(m,2H),1.35～1.23(m,7H),0.90～0.86(m,3H)。HPLC:purity@254nm:98.35％；214nm:98.70％。

实施例2喜树碱衍生物C对结直肠癌LS180、HCT116、HT-29和CT-26的增殖抑制实验

本发明采用MTT法来研究喜树碱衍生物C对结直肠癌LS180、HCT116、HT-29和CT-26的增殖抑制作用。

将LS180、HCT116、HT-29和CT-26细胞种植在96孔板上，密度为3×10³/孔(100μL)，在37℃，5％CO₂培养箱中过夜培养使细胞贴壁。24h后细胞加入不同浓度的被测试化合物进行处理，对于LS180和CT-26细胞，喜树碱衍生物C、SN-38和CPT-11使用RPMI-1640完全培养基稀释10μM的储备液进行配置，以含0.1％DMSO的RPMI-1640完全培养基溶液为对照。对于HCT116和HT-29细胞，化合物使用McCoys 5A完全培养基稀释10μM的储备液进行配置，以含0.1％DMSO的McCoys 5A完全培养基溶液为对照。每种化合物每个浓度设3个平行孔，每孔加入带化合物培养基体积为100μL。加完后于37℃，5％CO₂条件下培养72h。每孔加入10％的浓度为5mg/mL的MTT溶液。37℃静置孵育4h，弃去含MTT的培养基，每孔加入150μL DMSO溶解沉淀，使紫色结晶完全溶解，于570nm处测定吸光度值A，根据各孔OD值计算药物对细胞增殖抑制率。

细胞存活率＝实验组OD/对照组OD×100％。

新型喜树碱化合物C对结直肠癌细胞LS180、HCT116、HT-29和CT-26抑制实验的结果如表1所示。

表1新型喜树碱化合物C对LS180、HCT116、HT-29和CT-26细胞的抑制效果

结果表明：浓度为0.1μM时,新型喜树碱化合物C对LS180细胞的抑制率为63％，对HCT116、HT-29和CT-26细胞的抑制率为47％-22％；浓度为2μM时，新型喜树碱化合物C对结直肠癌细胞LS180和HT-29的抑制效果达80％左右，对结直肠癌细胞HCT116和CT-26的抑制效果达50％左右。

MTT实验结果表明本发明的喜树碱衍生物C对LS180、HCT116、HT-29和CT-26细胞具有明显的抑制活性并且具有浓度依赖，说明本发明的喜树碱衍生物C能够用于制备抗肿瘤药物，且抑制活性要好于对照药CPT-11。

实施例3毒性试验

采用人结直肠腺癌细胞株LS180构建异种移植瘤模型，探讨喜树碱衍生物C的体内抗肿瘤活性，并以CPT-11为阳性对照。

采用裸鼠(8周龄，BALB/c，雄性)建立异种移植瘤。将LS180细胞(5x10⁶个)接种于腋窝右侧皮下组织，注射100μL(PBS:基质胶1:1)。当肿瘤体积达到100-200mm³左右时，将小鼠随机分为3组，对照组、喜树碱衍生物C(10mg/kg)、CPT-11(10mg/kg)，每组7只。每3天测量肿瘤大小和老鼠体重。在肿瘤细胞植入27天后处死动物。

试验结果如图1所示：喜树碱衍生物C对肿瘤的抑制率大于CPT-11，且喜树碱衍生物C组的动物体重比CPT-11组比降得更少，CPT-11的表征与现有文献记载的内容一致即出现了CPT-11在临床应用的剂量限值性毒性，以上表明新型喜树碱衍生物C与CPT-11相比的优势在于给药时高抗肿瘤作用和低毒性表征。

实施例2证明了抑制活性、实施例3表明本发明的喜树碱衍生物B相比CPT-11低毒，即本发明通过结构修饰制备的新型喜树碱衍生物C相比CPT-11在保证稳定性和抗肿瘤活性的前提下降低了其毒性，以上表明本发明的喜树碱衍生物C相比CPT-11更适宜作为抗肿瘤药物使用。因此，本发明有效量的新型喜树碱衍生物C或其药学上可接受的盐酸盐能够制备抗肿瘤药物用于治疗结直肠癌等疾病或病症。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.新型喜树碱衍生物制备抗肿瘤药物的应用，所述喜树碱衍生物如结构式C所示：

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述肿瘤细胞为直肠癌。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于所述肿瘤细胞为LS180、HCT116、HT-29和CT-26。