TW202007680A - 治療大腸直腸癌的化合物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種化合物TG1(2,3,5,4-trihydroxy-trans-stilbene)及其治療大腸直腸癌症的新用途,該化合物具式I結構,式I中的各變化及其用途詳述於發明內容。

Description

治療大腸直腸癌的化合物
本發明有關於一種化合物TG1(2,3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene),該化合物具有治療大腸直腸癌症的新用途。
在台灣,大腸直腸癌發生、死亡人數,每年呈快速增加的趨勢,居所有癌症發生率及死亡率的第2位及第3位,大部份的大腸直腸癌起因為生活習慣及老化,少部分則因為遺傳疾病。
大腸直腸癌的治療方式包括手術、放射線治療、化學治療、及標靶治療或是合併使用以上療法,侷限在腸壁的大腸直腸癌可能藉由手術治癒。在美國,五年存活率約65%,然而主要取決於病人健康狀況與癌症分期,而分期又關係到是否能藉由手術移除。整體來說,大腸直腸癌為第三常見癌症,約占10%。大腸直腸癌在已開發國家較為常見,占全世界總案例數的65%。而在女性較男性少見。
手術是治療大腸直腸癌最主要的方法,除了第四期以外,基本上一到三期會建議手術切除為主,但是經檢查評估後,腫瘤位置若接近肛門口,手術時有可能肛門會保留不住,需要裝人工肛門,對於大多數人而言是很難接受的,因此,會先建議手術前使用化學治療或化學治療合併放射治療,當腫瘤縮小後再施行手術,肛門也許就有機會保留,並且可以降低局部復發機率,但放射線治療和化療的副作用大,非一般大眾所接受,因此需要一種可專一性的縮小大腸直腸癌腫瘤的藥物來取代放射線治療和化療,滿足病患的治療需 求。
在目前臨床前研究中,已顯示白藜蘆醇具有許多生物活性,其可用於預防和/或治療癌症、心血管疾病和神經退行性疾病。白藜蘆醇是一種天然存在於花生,葡萄,紅葡萄酒和一些漿果中的多酚化合物,當口服時,白藜蘆醇很好地被人吸收。雖然已有許多先前文獻揭示白藜蘆醇的生物活性,但尚未有證據可推知白藜蘆醇或其衍生物,對於特定癌症具有專一性毒殺的效果。
此外,先前文獻資料(Saunier,Elise,et al."Resveratrol reverses the Warburg effect by targeting the pyruvate dehydrogenase complex in colon cancer cells."Scientific reports 7.1(2017):6945.)揭示白藜蘆醇誘發細胞凋亡的作用,在不同的人類癌症細胞上有不同的反應。該文獻進一步指出,白藜蘆醇對於人類大腸直腸癌(Caco2、SW480、HCT116)並無任何抑制癌細胞能力。由此可知,雖然白藜蘆醇的生物活性已見於先前技術,然而還未有證據證實白藜蘆醇或其衍生物,針對人類大腸直腸癌細胞具有專一性毒殺能力。
綜合上述,由於大腸直腸癌在手術前使用副作用較小的醫藥組合物來毒殺大腸直腸癌細胞使腫瘤縮小後再施行手術或早期發現不需手術,保留肛門並且降低局部復發機率,增加病患的就醫意願,能早期發現早期治療,增長病患的生存期間是刻不容緩急需解決的問題,因此,業界亟需開發一種具有專一性毒殺大腸直腸癌細胞之化合物用於治療大腸直腸癌症。
有鑑於此,本發明係提供一化合物TG1(2,3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene),該化合物具有治療大腸直腸癌 症的新用途。
本發明提供一化合物,如式I所示。
Figure 107127143-A0101-12-0003-2
其中:R1、R2、R3、R4、R5以及R6係包含-H、-NH2、-OH、-C=O、或增加化合物水溶性之取代基;或其醫藥可接受之順反異構物;或其醫藥可接受鹽。
本發明提供之該化合物,其中該R1、R2、R3、R4、R5以及R6係選自由-NH2、-OH、-C=O、或增加化合物水溶性之取代基,此取代基具極化共價鍵,可與水形成作用力,因此可增加親水極性。
本發明提供一種用於製備治療大腸直腸癌之藥物之用途,其中該藥物包含如式I所示之化合物或其醫藥可接受鹽;及一藥學上可接受之載劑、佐劑或媒劑。
本發明提供一種用於製備治療大腸直腸癌之藥物之用途,其中該藥物包含的TG1(2,3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene)化合物或其醫藥可接受鹽;及一藥學上可接受之載劑、佐劑或媒劑。
本發明提供一種用於製備治療大腸直腸癌之藥物之用途,其中該藥物對於其他種類如:乳癌、肺癌及淋巴癌等,本發明揭示之化合物均無顯著抑制生長之效果。
本發明所稱之“大腸直腸癌”,係指為源自結腸或 直腸(為大腸的一部份)的癌症,包含其癌細胞侵犯或轉移至身體其他部位之情況。
本發明所稱之“大腸直腸癌”,其特徵包含帶有MSI+、CIN+、CIMP+、TGF-β、KRAS突變或BRAF突變等之癌細胞,其形態可為管狀線癌(Tubular adenoma)、絨毛腺癌(Villous adenoma)或鋸齒狀線癌(Serrated adenoma)。
本發明提供之該化合物,包括以抑制β-catenin訊息路徑促使癌細胞走向細胞凋亡,主要為提升細胞內Bax/Bcl-2比例,增加caspase-3活化,使得DNA修復酶PARP分裂,進而開啟癌細胞凋亡效應。
為達到上述及其它目的,以下對本發明一或多個具體實施例進行說明。本發明的其它特徵或優點以實施例及請求項詳細描述。
第1圖顯示何首烏水萃取物的活性成分THSG(2,3,5,4'-tetrahydroxystilbene-2-O-beta-D-glucoside)修飾其官能基後的產物TG1。
第2a及2b圖顯示將產物TG1(2,3,5,4-trihydroxy-trans-stilbene)溶於MeOD中〈約0.4毫升〉,置入核磁共振測量管內,室溫下於DPX-200核磁共振儀上進行測定。
第3圖顯示針對人類大腸直腸癌細胞株HCT-116給予化合物TG1,檢測其抑制能力,其MTT試驗結果顯示IC50值低至0.031μM,代表化合物TG1在0.031μM即可抑制50%大腸直腸癌細胞株HCT-116。
第4圖為顯示針對人類大腸直腸癌細胞株DLD-1給予化合物TG1,檢測其抑制能力,MTT試驗結果顯示IC50值為0.056μM,代表化合物TG1在0.056μM即可抑 制50%大腸直腸癌細胞株DLD-1。
第5圖顯示針對人類乳癌細胞株MCF-7給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。MTT試驗結果發現IC50值為190μM,代表化合物TG1在190μM即可抑制50%之人類乳癌細胞株MCF-7,其濃度相當高,無顯著效果。
第6圖顯示針對人類肺癌細胞株A549給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。MTT試驗結果發現,IC50值為63μM,代表化合物TG1在63μM可抑制50%之人類肺癌細胞株A549,即表示無顯著抑制肺癌細胞效果。
第7圖顯示針對淋巴癌細胞株E.G7給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。MTT試驗結果發現,化合物TG1對於淋巴癌細胞並無特別抑制能力,IC50值為180μM,代表化合物TG1在180μM可抑制50%之淋巴癌細胞株E.G7,即表示無顯著抑制淋巴癌細胞效果。
第8圖顯示針對纖維母細胞株L929給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。MTT試驗結果發現,化合物TG1對於纖維母細胞並無特別抑制能力,IC50值為255μM,代表化合物TG1在255μM可抑制50%之纖維母細胞株L929,即表示無顯著抑制纖維母細胞效果。
第9圖顯示利用小鼠作為模式生物,觀察無治療組別(Control)和治療組別(TG1或Irinotecan)的大腸直腸癌腫瘤生長情形。
實施例1、TG1(2,3,5,4'-trihydroxy-trans-stilbene)的合成方法
在本發明一範疇中,本發明提供一化合物,如式I所示。
Figure 107127143-A0101-12-0006-3
其中:R1、R2、R3、R4、R5以及R6係包含-H、-NH2、-OH、-C=O、或增加化合物水溶性之取代基;或其醫藥可接受之順反異構物;或其醫藥可接受鹽。
請參照第1圖,TG1(2,3,5,4’-trihydroxy-trans-stilbene)的合成方法為將何首烏水萃取物的活性成分THSG(2,3,5,4’-tetrahydroxystilbene-2-O-beta-D-glucoside)修飾其官能基後的產物TG1,相關的合成方法如步驟(1)-(3)所示。
(1)在圓底燒瓶中將THSG〈2.06g,5.62mmol〉溶於乙醇〈50ml〉,加入鹽酸〈1.0M,75ml〉,迴流加熱至攝氏70度,反應18小時。(2)冷卻至常溫後使用迴旋濃縮儀除去乙醇,水溶液使用乙醚進行萃取,取出乙醚後使用無水硫酸鎂除去乙醚中殘留的水,過濾去除硫酸鎂後使用迴旋濃縮儀將乙醚抽乾。(3)使用正相管柱層析法純化產物〈展開溶液為二氯甲烷/甲醇體積比14→13→12之混合溶液〉,得到最終產物634.2mg,產率為51%。
實施例2、使用核磁共振測定TG1
請參照第2a及2b圖,將產物溶於MeOD中〈約 0.4毫升〉,置入核磁共振測量管內,室溫下於DPX-200核磁共振儀上進行測定。1H NMR(200MHz,MeOD)δ 7.31,6.72(dt,J=8.5,2.9,1.8Hz;J=8.7,2.8,2.0Hz 2H;2H,H-2’,H-6’,H-3’,H-5’),7.21,6.90(d,J=16.5Hz;J=16.4Hz,1H;1H,H-7,H-8),6.45,6.20 ppm(d,J=2.7Hz;J=2.7Hz,1H;1H,H-3,H-5);13C NMR(50MHz,MeOD)δ 157.1,150.3,146.5,136.4(C2,C4,C6,C4’),130.1,126.0(C1,C1’),128.1,120.7(C7,C8),127.7,115.4(C2’,C3’,C4’,C5’),102.1,101.9 ppm(C3,C5)。
實施例3、TG1對大腸直腸癌細胞的影響。
細胞株HCT-116為成人大腸直腸癌細胞,其細胞表現TGF-β1及TGF-β2,為臨床前研究大腸直腸癌常使用之標的細胞;細胞株DLD-1為男性人類大腸直腸癌細胞,為晚期已侵犯至淋巴結之癌細胞,生長快速具轉移性,也是臨床前研究大腸直腸癌常使用之標的細胞;細胞株MCF-7為成人女性乳癌細胞,具有Tx-4致癌基因,為臨床前研究乳癌常使用之標的細胞;細胞株A549為成人男性肺癌細胞,其細胞特性為具合成卵磷脂之能力,為臨床前研究肺癌常使用之標的細胞;細胞株EG7為淋巴癌細胞,其細胞帶有抗原OVA,為臨床前研究癌症免疫治療常使用之標的細胞;細胞株L929為纖維母細胞,為臨床前研究細胞毒性標準測試常使用之指定細胞。
實驗方法: 細胞存活率試驗(Cell viability by MTT assay)
1)前一天先將癌細胞培養於24或48孔盤上24小時,細胞數為104cells/well,使癌細胞完全貼附於孔盤。
2)抽取培養液,加入含有不同濃度的化合物TG1之培養液,讓細胞與藥物在培養箱作用24小時。
3)抽取培養液,加入含有10% MTT之培養液,使其在培養箱中且避光反應4小時後取出。
4)抽取培養液,加入DMSO,使紫色結晶溶解呈色,以波長570nm測量其吸光值。
5)藉由不同組別的吸光值來對比控制組之數值,計算出該藥物之細胞存活率與IC50
6)藉由不同組別的吸光值來對比控制組之數值,計算出該比例下合併藥物之細胞存活率與IC50
7)利用藥物合併指數定理(The Combination Index Theorem)公式計算出該藥物合併指數(Combination index)
實驗結果(請參閱第3至8圖):針對人類大腸直腸癌細胞株HCT-116給予化合物TG1,檢測其抑制能力,MTT試驗結果顯示,化合物TG1在低的藥物濃度即可毒殺大腸直腸癌細胞,IC50值低至0.031μM,代表化合物TG1在0.031μM即可抑制50%大腸直腸癌細胞株HCT-116,具有相當顯著毒殺能力。(如下表1第3圖所示)
針對人類大腸直腸癌細胞株DLD-1給予化合物TG1,檢測其抑制能力,細胞存活率試驗(MTT試驗),化合物TG1在低濃度即有顯著毒殺大腸直腸癌細胞能力,IC50值為0.056μM,效果相當突出。(如下表1和第4圖所示)
但針對人類乳癌細胞株MCF-7給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用,細胞存活率試驗(MTT試驗)結果發現,化合物TG1對於人類乳癌細胞並無特別抑制能力,IC50值為190μM,藥物濃度相當高,無顯著效果。(如下表1和第5圖所示)
但針對人類肺癌細胞株A549給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。細胞存活率試驗(MTT試驗)結果發現,化合物TG1對於人類肺癌細胞並無特別抑制能力,IC50值為63μM,即表示無顯著抑制肺癌細胞效果。(如下表1 和第6圖所示)
但針對淋巴癌細胞株E.G7給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。細胞存活率試驗(MTT試驗)結果發現,化合物TG1對於淋巴癌細胞並無特別抑制能力,IC50值為180μM,即表示無顯著抑制淋巴癌細胞效果。(如下表1和第7圖所示)
但針對纖維母細胞株L929給予化合物TG1,檢測其藥物是否具有抑制作用。細胞存活率試驗(MTT試驗)結果發現,化合物TG1對於纖維母細胞並無特別抑制能力,IC50值為255μM,即表示無顯著抑制纖維母細胞效果。(如下表1和第8圖所示)
進一步分析其抑制半數癌細胞所需藥物濃度,以IC50值表示(如下表1所示),發現對於不同種類之人類大腸直腸癌細胞TG1藥物皆有顯著抑制生長的功效,在相當低之藥物濃度即可抑制大腸直腸癌細胞,反之對於其他癌症如肺癌細胞、乳癌細胞或纖維母細胞等,則無明顯抑制之效果。
Figure 107127143-A0101-12-0009-4
經由上述實驗結果得知,本發明揭露之化合物TG1,針對大腸直腸癌細胞具有高度專一性的毒殺能力,其毒殺大腸直腸癌細胞的能力比毒殺其他細胞高出1000至6000倍。
TG1以抑制β-catenin訊息路徑促使癌細胞走向細胞凋亡,主要為提升細胞內Bax/Bcl-2比例,增加caspase-3活化,使得DNA修復酶PARP分裂,進而開啟癌細胞凋亡效應。
實施例4、利用動物實驗評估TG1對於大腸直腸癌腫瘤之抑制生長效果
利用小鼠作為模式生物,觀察TG1對於大腸直腸癌腫瘤之抑制生長情形。在小鼠(nu/nu mice)背部植入人類大腸直腸癌細胞(HT-29),當腫瘤生長至約250mm3左右後,分別以一週兩次的頻率於小鼠尾靜脈給予TG1(10mg/kg)或臨床治療藥物Irinotecan(10mg/kg),比較無治療組別(Control)和治療組別(TG1或Irinotecan)抑制大腸直腸癌細胞生長之效果,各組別小鼠觀察隻數為8隻。
動物實驗方法:
1)在小鼠(nu/nu mice)背部植入人類大腸直腸癌細胞(HT-29),待腫瘤生長至約250mm3進行分組。
2)將小鼠分為3組(無治療組、治療組TG1和治療組臨床抗癌藥物Irinotecan),每組8隻。
3)治療組TG1與Irinotecan給藥濃度為10mg/kg,以尾靜脈方式給予藥物,頻率為每週2次。
4)觀察腫瘤體積生長情況,腫瘤體積計算公式為:長*寬*寬*0.5。
實驗結果(請參照第9圖):經由測量腫瘤體積得知,無治療組別的小鼠大腸直腸癌腫瘤生長速度快,於第10天測量腫瘤體積平均值體積約846mm3,而治療組別皆能有效抑制腫瘤生長,其中TG1組別於第10天測量腫瘤體積平均值為291mm3,Irinotecan組別於第10天測量腫瘤體積平均值體積約327mm3。於第20天測量時,無治療組別平均值體積已超過1400mm3,而治療組別仍非常有效抑制腫瘤生長,其 中TG1組別於第20天測量腫瘤體積平均值為461mm3、Irinotecan組別於第20天測量腫瘤體積平均值為617mm3。經由動物實驗的結果顯示,本發明揭示的TG1化合物針對人類大腸直腸癌具有相當好的抑制效果。
綜上所述,由THSG修飾官能基後得到產物TG1,經細胞存活率試驗(MTT試驗)可知,化合物TG1具有高度專一毒殺人類大腸直腸癌細胞能力;相反的,對於其他種類如乳癌、肺癌及淋巴癌等,化合物TG1均無顯著抑制生長之效果。進一步,由動物實驗結果得知,與控制組別相比,本發明揭示的化合物TG1化合物提供了與現行癌症藥物Irinotecan相近似甚至更優良的抑制大腸直腸癌腫瘤生長之效果。因此經由本發明之揭示,可望提供業界一種具有高度專一性毒殺大腸直腸癌細胞之化合物,用於治療大腸直腸癌症。
發明所揭露的所有特徵應可以任何結合方式實現。本發明所揭露的每一特徵應可以相同、均等或相似目的的取代物所取代。因此,除非有明確的指定,否則所揭露的每一個特徵僅僅只是均等物或相似特徵的一個種類的一實施例。
Figure 107127143-A0101-11-0002-1

Claims (7)

  1. 一種化合物,如式I所示,
    Figure 107127143-A0101-13-0001-5
    其中:R1、R2、R3、R4、R5以及R6係包含增加化合物水溶性之取代基;或其醫藥可接受之順反異構物;或其醫藥可接受鹽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物,其中該R1、R2、R3、R4、R5以及R6係包含-H、-NH2、-OH、-C=O。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之化合物,其中該R1、R2、R3、R4、R5以及R6係為-H。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化合物,其中該化合物具有專一性抑制大腸直腸癌細胞生長的功效。
  5. 一種如申請專利範圍第1項所述之化合物或其醫藥可接受鹽之用途,其係用於製備治療大腸直腸癌症之藥物;及一藥學上可接受之載劑、佐劑或媒劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用途,其中包含一給藥方式該給藥方式包含一使用劑量與一給藥間隔,該使用劑量為10毫克/公斤,該給藥間隔為每周2次,依循環給藥。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之用途,其中該用途具有專一性抑制大腸直腸癌症細胞及腫瘤生長的功效,其功效為縮減大腸直腸癌症之腫瘤體積50-90%。
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