CN115634223A - DII-tt-DTT及其在制备抗结直肠癌药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于化工医药技术领域,具体涉及一种DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用。
背景技术
结直肠癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一,位居恶性肿瘤发病率的第三位,死亡率位于第二位。结直肠癌的发生率不断升高,对其治疗、预防已引起社会的广泛关注。目前为止临床上对于结直肠癌的治疗方式仍以手术、放疗、化疗为主。手术治疗对病人身体有较大程度的损伤,而且肿瘤的进展分期、部位等也决定着手术的可行性。目前的化疗药物5-氟尿嘧啶、奥沙利铂、伊立替康等均具有不同程度的副作用。因此,开发新的结直肠癌的治疗药物仍然是众多科研工作者的首要任务。
噻吩(Thiophene),是一种杂环化合物,噻吩类化合物(Thiophene compounds,TPs)广泛存在于自然界中,尤其是一些抗肿瘤药物的有效分子结构中含有噻吩并环结构骨架,表现出了良好的抗肿瘤活性,因此被广泛的应用于医药治疗领域。已有文献报道,噻吩暴露于长波长紫外光下具有细胞毒性活性。它被紫外光(波长300~400nm)和可见光激发后引发高反应性单线态氧(1O2),后者对生物分子(包括脂类、蛋白质和核酸)产生氧化反应,从而对生物造成毒害。
DII-tt-DTT是一种吲哚并三噻吩衍生物,自身发出红色荧光,有望应用于肿瘤的治疗。目前没有关于该化合物相关活性的研究。
发明内容
本发明目的是提供一种DII-tt-DTT作为药物的新用途,即DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
DII-tt-DTT在制备抗癌药物中的应用,所述DII-tt-DTT的化学结构如下所示。
注:碘化吲哚Iodide indole简写II,双碘化吲哚简称DII
其相关性质如下:
化学名称:3,6-二(2-(N-甲基-3,3-二甲基-3H-吲哚碘化盐)-1-乙烯基)二噻吩并[2,3-b:2',3'-d]噻吩,简称DII-tt-DTT。
分子式:C34H32I2S3N2;分子量:817.98;性状:本品为淡红色粉末;来源:本课题组合成。药理性质:不溶于水,溶于DMSO。
具体的,是DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用。该化合物是吲哚并三噻吩的衍生物,由本课题组合成。该化合物主要用以抗结直肠癌MC38细胞、结直肠癌SW480细胞、结直肠癌DLD-1细胞等。
进一步的,所述DII-tt-DTT的作用浓度为0.0975-25μM。
本发明提供了一种抑制体外肿瘤细胞增殖的方法,其将DII-tt-DTT加入肿瘤细胞的培养液中,加入DII-tt-DTT的终浓度为0.0975-25μM。所述肿瘤细胞可以是结直肠癌SW480细胞、结直肠癌DLD-1细胞、结直肠癌细胞MC38。
本发明还提供了一种诱导体外肿瘤细胞坏死的方法,其将DII-tt-DTT加入肿瘤细胞的培养液中,加入DII-tt-DTT的终浓度为0.0975-25μM。所述肿瘤细胞可以是结直肠癌结直肠癌SW480细胞、结直肠癌DLD-1细胞、结直肠癌细胞MC38。
本发明还提供了一种抗结直肠癌药物,该抗结直肠癌药物的活性成分为DII-tt-DTT。
和现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明提供了DII-tt-DTT在制备抗肿瘤药物中的应用。MTT结果显示:DII-tt-DTT能显著抑制结直肠癌细胞的增殖。Necrostatin-1流式细胞仪检测结果显示:DII-tt-DTT能诱导细胞坏死。ROS检测结果显示:DII-tt-DTT能诱导细胞坏死。本发明的小分子化合物DII-tt-DTT作为新的抗结直肠癌药物或者其辅助成分进行开发,抑制肿瘤效果显著,将为治疗和治愈结直肠癌提供新的途径和手段。
附图说明
图1:DII-tt-DTT结构鉴定1H NMR(400MHz,DMSO-d6)图谱数据;
图2:DII-tt-DTT结构鉴定13C NMR(100MHz,DMSO-d6))图谱数据;
图3:DII-tt-DTT结构鉴定HRMS(MALDI-DHB)图谱数据;
图4:DII-tt-DTT显著抑制结直肠癌细胞活力。A:DII-tt-DTT给药后SW480、DLD-1、MC38细胞MTT结果;B:DII-tt-DTT给药后SW480、DLD-1、MC38细胞克隆形成结果。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
图5:DII-tt-DTT显著抑制BALA/C裸鼠皮下荷瘤生长。A:荷瘤裸鼠图片;B:DII-tt-DTT治疗24天后切取肿瘤结果;C:DII-tt-DTT治疗24天后切取肿瘤质量。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
图6:DII-tt-DTT与Necrostatin-1、GSK-872、NSA、Z-VAD-FMK、NAC、Ferrostatin-1联合作用对结直肠癌细胞活力的影响。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
图7:DII-tt-DTT诱导结直肠癌细胞活性氧产生。A-C:给药后SW480、DLD-1、MC38细胞ROS荧光检测结果;D-F:DII-tt-DTT给药后SW480、DLD-1、MC38细胞活性氧流式细胞仪检测结果;G-I:DII-tt-DTT与Necrostatin-1联合作用后ROS荧光检测结果;J-L:DII-tt-DTT与Necrostatin-1联合作用后活性氧流式检测结果;M-O:DII-tt-DTT与NAC联合作用后ROS流式检测结果。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
图8:DII-tt-DTT诱导结直肠癌细胞乳酸脱氢酶含量升高。A-C:DII-tt-DTT给药后SW480、DLD-1、MC38细胞乳酸脱氢酶(LDH)检测结果;D-F:DII-tt-DTT与Necrostatin-1联合作用后SW480、DLD-1、MC38细胞乳酸脱氢酶(LDH)检测结果。*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。
图9:DII-tt-DTT诱导结直肠癌细胞坏死性凋亡发生。A:不同浓度DII-tt-DTT(0、1.56、3.12μM)作用于结直肠癌细胞SW480 48h后流式检测坏死率结果及Necrostatin-1抑制剂与DII-tt-DTT联合作用后,细胞的坏死率;B:DLD-1流式检测坏死率结果;C:MC38流式检测坏死率结果。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚,下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明,但所述实施例旨在解释本发明,而不能理解为对本发明的限制,实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实验方法:
化合物准备
具体的,取化合物1(230.2mg,0.91mmol,1.0eq),化合物2(825.4mg,2.74mmol,3.0eq),乙酸钾(265.7mg,2.70mmol,3.0eq)于100mL Schlenk瓶中,加入30mL乙醇,氩气保护下100℃反应12h,停止反应冷却至室温,旋蒸除去溶剂得粗品,经柱层析(乙酸乙酯:石油醚=60:1),得化合物DII-tt-DTT:437.7mg,产率:59%。具体合成路线如下:
3,6-二(2-(N-甲基-3,3-二甲基-3H-吲哚碘化盐)-1-乙烯基)二噻吩并[2,3-b:2',3'-d]噻吩的合成
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ8.82-8.79(d,J=16.2Hz,1H),8.72-8.70(d,J=16.2Hz,1H),8.69(s,1H),8.59(s,1H),7.91-7.88(m,4H),7.66-7.60(m,4H),7.44-7.41(d,J=16.2Hz,1H),7.36-7.34(d,J=16.2Hz,1H),4.14(s,3H),4.13(s,3H),1.81(s,12H);13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ180.7,180.5,154.1,145.8,145.1,144.3,144.0,143.5,143.4,141.8,141.6,137.6,136.5,130.9,129.2,129.1,129.0,126.8,122.9,115.0,114.9,111.5,110.9,52.0,51.9,34.5,34.3,25.4;HRMS(MALDI-DHB):calcd for[M-2I]+564.1728,[M-2I-CH3]+549.1493,[M-2I-2CH3]+534.1258,found[M-2I-H]+563.1624,[M-2I-CH3]+549.1459,[M-2I-2CH3]+534.1216。化合物结构鉴定图谱见图1、图2和图3。
应用实例1、MTT测定DII-tt-DTT对结直肠癌细胞增殖的影响
MC38细胞(购自中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库)按3×103/孔接种至96孔板,应用5% CO2、100U/mL青霉素和100μg/mL链霉素的DMEM完全培养基37℃培养12h后,加入不同浓度(分别为25μM、12.5μM、6.25μM、3.12μM、1.56μM、0.78μM、0.39μM、0.195μM、0.0975μM)的DII-tt-DTT,每个浓度设定4个复孔,继续培养48h,弃培养液,MTT试剂测定细胞存活率。
测定方法为:无血清培养基洗涤细胞一次,15μL/孔加入预先配制好的MTT反应液,继续培养4h,吸弃上清,100μL/孔加入DMSO溶解还原产物,摇床震荡10min,490nm波长处读取吸光度值,计算细胞存活率,以测定DII-tt-DTT干预孔吸光度值/对照孔吸光度值作为细胞存活率的数值,并以此计算DII-tt-DTT对MC38细胞的IC50值。
IC50指细胞生长被抑制一半时抑制剂的浓度。这里即为MC38细胞数量为对照组一半时DII-tt-DTT的浓度。
结果:DII-tt-DTT对MC38细胞的IC50值为2.32μM(见图4A)。
同样的方法测定DII-tt-DTT对结直肠癌SW 480细胞、结直肠癌DLD-1细胞的抑制作用,结果其对SW480细胞、DLD-1细胞的IC50值分别为1.77μM、3.689μM。(见图4A)。
为了进一步确定化合物对结直肠癌细胞增殖的影响,我们采用克隆形成实验进行验证。以每孔500个细胞的密度将细胞接种到六孔板,应用不同浓度(0,0.39,0.78,1.56,3.12,6.25,μM)的DII-tt-DTT处理结直肠癌细胞SW48048h后,用结晶紫进行染色观察(如图4B)。平板克隆结果显示,空白组有密集的克隆斑形成,且随浓度的升高克隆斑的数量逐渐减少,说明DII-tt-DTT能够显著抑制结直肠癌细胞增殖。综上所述,DII-tt-DTT能够在体外显著抑制结直肠癌细胞活力。
应用实例2、体内实验确定DII-tt-DTT的抗肿瘤效能
通过建立BALA/C裸鼠皮下荷瘤模型,采用5周龄的BALB/C雌性裸鼠进行实验。在裸鼠的右前肢腋下部位注射结直肠癌MC38细胞,细胞密度为1×107个,注射体积为100μL。待肿瘤体积达到50mm3后,裸鼠被随机分为生理盐水组、5-Fu组(20mg/kg)和DII-tt-DTT组(5mg/kg),经尾静脉注射DII-tt-DTT治疗,药物剂量为5mg/kg,每三天注射一次,持续24天,探究DII-tt-DTT是否能够在体内抑制结直肠肿瘤生长,同时监测体重、肿瘤体积变化。结果显示,与生理盐水组相比,5-Fu组和DII-tt-DTT组的皮下移植瘤体积明显减小(见图5A),肿瘤的重量也显著降低。(见图5B)治疗期间同时检测各组裸鼠体重变化,结果表明DII-tt-DTT治疗组裸鼠无明显减重。
应用实例3、小分子抑制剂与DII-tt-DTT联合处理对结直肠癌细胞增殖的影响MC38细胞按3×103/孔接种至96孔板,应用5% CO2、100U/mL青霉素和100μg/mL链霉素的DMEM完全培养基37℃培养12h。配置含NAC(1mM)的培养基,并用此培养基将DII-tt-DTT稀释成不同浓度(分别为25μM、12.5μM、6.25μM、3.12μM、1.56μM、0.78μM、0.39μM、0.195μM、0.0975μM)后对细胞给药,每个浓度设定4个复孔,继续培养48h,弃培养液,MTT试剂测定细胞存活率。
同样的方法测定DII-tt-DTT与Necrostatin-1、Ferrostatin-1、Z-VAD-FMK、NSA、GSK联合作用对结直肠癌SW480细胞、结直肠癌DLD-1细胞增殖的抑制作用,MTT结果显示,程序性坏死抑制剂Necrostatin-1显著逆转DII-tt-DTT诱导的细胞活力下降。(见图6A-R)。
应用实例4、DII-tt-DTT对结直肠癌细胞活性氧产生的影响
取SW480细胞1×104接种于6孔细胞培养板。梯度药物处理后,37℃、CO2培养箱RPMIMedium 1640完全培养基培养48h。1)流式细胞仪检测:无EDTA的胰蛋白酶消化并收集细胞于离心管中,用无血清培养基稀释DCFH-DA至终浓度为10μmol/L,重悬细胞,37℃、CO2培养箱内孵育20min,每隔3~5min颠倒混匀一次,后用流式细胞仪测定。2)荧光显微镜检测:去除细胞培养液,加入1mL稀释后的DCFH-DA,37℃、CO2培养箱内孵育20min后,使用488nm激发波长,525nm发射波长检测荧光强弱。
流式检测和荧光检测结果显示:DII-tt-DTT诱导SW480细胞内ROS含量升高(见图7)。
同样的方法测定DII-tt-DTT对结直肠癌MC38细胞、结直肠癌DLD-1细胞ROS产生含量的影响,结果显示DII-tt-DTT能诱导DLD-1、MC38细胞内ROS含量升高。(见图7)
取SW480细胞1×104接种于6孔细胞培养板。梯度药物、等浓度Necrostatin-1处理后,37℃、CO2培养箱RPMI Medium 1640完全培养基培养48h。1)流式细胞仪检测:无EDTA的胰蛋白酶消化并收集细胞于离心管中,用无血清培养基稀释DCFH-DA至终浓度为10μmol/L,重悬细胞,37℃、CO2培养箱内孵育20min,每隔3~5min颠倒混匀一次,后用流式细胞仪测定。2)荧光显微镜检测:去除细胞培养液,加入1mL稀释后的DCFH-DA,37℃、CO2培养箱内孵育20min后,使用488nm激发波长,525nm发射波长检测荧光强弱。
流式检测和荧光检测结果显示:DII-tt-DTT和Necrostatin-1联合作用后诱导SW480细胞内ROS含量降低(见图7)。
同样的方法测定DII-tt-DTT对结直肠癌DLD-1、MC38细胞ROS产生含量的影响,结果表明DII-tt-DTT和Necrostatin-1联合作用后同样能诱导DLD-1和MC37细胞内ROS含量降低。(见图7F)
应用实例5、DII-tt-DTT经坏死性凋亡途径阻滞结直肠癌
(1)DII-tt-DTT通过坏死性凋亡引起细胞乳酸脱氢酶LDH含量升高
当细胞发生坏死性凋亡时细胞膜结构的破坏会导致细胞浆内的乳酸脱氢酶LDH释放到培养基,通过检测从质膜破裂的细胞中释放到培养基中的LDH的含量,进一步确定DII-tt-DTT经坏死性凋亡途径阻滞结直肠癌细胞。应用不同浓度DII-tt-DTT(0、1.56、3.12μM)作用于结直肠癌细胞SW480 48h,测结果显示,与对照组相比,化合物DII-tt-DTT组LDH释放量增加,且呈剂量依赖性(如图8A)。用坏死性凋亡抑制剂Necrostatin-1与DII-tt-DTT协同作用能够显著逆转DII-tt-DTT诱导的LDH释放量增加。(如图8D)
同样的方法测定DII-tt-DTT对结直肠癌DLD-1、MC38细胞LDH释放量的影响,结果显示DII-tt-DTT和Necrostatin-1联合作用后同样能诱导DLD-1和MC37细胞内LDH释放量降低。(见图8B-8F)
(2)DII-tt-DTT诱导结直肠癌细胞发生坏死性凋亡
前期坏死抑制剂Necrostatin-1与DII-tt-DTT协同干预三种结直肠癌细胞实验表明了DII-tt-DTT诱导的细胞死亡可能与坏死性凋亡相关,所以我们采用AnnexinV-FITC和PI双染检测试剂盒进一步验证DII-tt-DTT对诱导SW480和DLD-1细胞增殖的影响。应用不同浓度DII-tt-DTT(0、1.56、3.12μM)作用于细胞48h,用FITC和PI染液对细胞进行染色,然后通过流式细胞仪检测细胞坏死率。检测结果显示,与对照组相比,DII-tt-DTT组的细胞坏死率显著增加,且呈剂量依赖性。进一步用Necrostatin-1抑制剂与DII-tt-DTT协同作用能够显著逆转DII-tt-DTT诱导的坏死性凋亡。(如图9A)
同样的方法测定DII-tt-DTT对结直肠癌DLD-1、MC38细胞坏死率,结果显示DII-tt-DTT和Necrostatin-1联合作用后同样能显著逆转DII-tt-DTT诱导的坏死性凋亡(如图9B-C)。
Claims (8)
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用。
3.如权利要求2所述的DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用,其特征在于,所述DII-tt-DTT抑制结直肠癌细胞系SW480、DLD-1或MC38细胞活力。
4.如权利要求2所述的应用,其特征在于,DII-tt-DTT的作用浓度为0.0975-25μM。
5.如权利要求2所述的应用,其特征在于,DII-tt-DTT显著抑制BALA/C裸鼠皮下荷瘤生长。
6.如权利要求2所述的DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用,小分子抑制剂(Necrostatin-1、NAC、Ferrostatin-1、Z-VAD-FMK、NSA、GSK等)与DII-tt-DTT联合处理结直肠癌细胞系SW480、MC38和DLD-1 48h后,Necrostatin-1、NSA、GSK显著逆转DII-tt-DTT诱导的细胞活力下降。
7.如权利要求2所述的DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用,所述DII-tt-DTT诱导结直肠癌细胞系SW480、DLD-1或MC38产生活性氧。
8.如权利要求2所述的DII-tt-DTT在制备抗结直肠癌药物中的应用,所述DII-tt-DTT诱导结直肠癌细胞系SW480、DLD-1或MC38程序性坏死。
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PB01 | Publication | ||
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