題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 甘草次酸、齊墩果酸及其衍生物的抗腫瘤活性研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 通過化學(xué)合成的方法，設(shè)計合成了一系列甘草次酸衍生物和齊墩果酸衍生物，其中13種化合物為首次合成?？鼓[瘤活性篩選試驗采用MTT法。采用Hochest33258染色，AO/EB 雙染色，DNA ladder試驗檢測，觀察到化合物AEGA作用K562細(xì)胞后呈現(xiàn)明顯的凋亡特征，Caspase-3酶活力明顯增強(qiáng)，提示caspase信號通路參與了AEGA誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡的發(fā)生。
- 詳細(xì)介紹：
- 以活性天然產(chǎn)物為先導(dǎo)化合物，對其結(jié)構(gòu)修飾改造以獲得高效、低毒的藥物，是當(dāng)前新藥開發(fā)的重要途徑之一。甘草次酸、齊墩果酸是兩種具有抗腫瘤活性的天然五環(huán)三萜類化合物，是具有較好開發(fā)前景的抗腫瘤先導(dǎo)化合物。我們通過化學(xué)合成的方法，在保留原有結(jié)構(gòu)中主要官能團(tuán)和部分環(huán)不變的情況下，分別對A環(huán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造修飾，設(shè)計合成了一系列立體專一的手性結(jié)構(gòu)的甘草次酸衍生物和齊墩果酸衍生物，其中化合物5、化合物7、化合物8、化合物9、化合物16、化合物17、化合物19、化合物22、化合物26、化合物35、化合物36、化合物37、化合物38為首次合成。化合物17的合成反應(yīng)只需2步，經(jīng)過1次層析純化，即得目的產(chǎn)物, 產(chǎn)率68%，經(jīng)HPLC法測定純度達(dá)90%以上。 抗腫瘤活性篩選試驗采用MTT法，選取人白血病細(xì)胞K562和HL60、肝癌細(xì)胞BEL-7404、乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231四種腫瘤細(xì)胞系。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化合物17、化合物25、化合物34、化合物38、化合物39的抗腫瘤活性顯著高于母核化合物?；衔?7 （3-acetyl-2-ene-glycyrrhetinic acid，AEGA）對K562、HL60、BEL-7404和MDA-MB-231的生長抑制作用的IC50分別為47.39μM、42.02μM、53.43μM、57.54μM。 采用Hochest33258染色，AO/EB 雙染色，DNA ladder試驗檢測，觀察到化合物AEGA作用K562細(xì)胞后呈現(xiàn)明顯的凋亡特征。比色法測定Caspase-3酶活力，化合物AEGA作用K562細(xì)胞后，Caspase-3酶活力明顯增強(qiáng)，呈現(xiàn)劑量依賴性。Caspase-3是caspase cascade下游最重要的凋亡執(zhí)行蛋白酶，Caspase-3的活化提示caspase信號通路參與了AEGA誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡的發(fā)生。 項目研究成果為新型抗腫瘤藥物的開發(fā)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，為甘草次酸與齊墩果酸的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改造提供實驗依據(jù)。抗腫瘤藥物的研究與開發(fā)是制藥企業(yè)關(guān)注與重點投資的領(lǐng)域之一。我們已經(jīng)對化合物AEGA的化學(xué)合成方法和抗腫瘤活性申請國家專利，由于AEGA的合成方法簡單，反應(yīng)得率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)，可以通過與企業(yè)合作進(jìn)一步開發(fā)研制新型的治療白血病藥物。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的和基本思路： 研發(fā)高效抗腫瘤藥物、攻克癌癥難關(guān)是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)界面臨的一項嚴(yán)峻課題。18β-甘草次酸、齊墩果酸是具有抗腫瘤活性的天然五環(huán)三萜類化合物。我們通過化學(xué)合成的方法，設(shè)計合成一系列甘草次酸衍生物和齊墩果酸衍生物，采用MTT法對其體外抗腫瘤活性進(jìn)行測定，期望發(fā)現(xiàn)抗腫瘤活性較強(qiáng)的先導(dǎo)化合物，并利用細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)方法初步闡明其抗腫瘤作用的分子機(jī)制。 創(chuàng)新點： （1）合成了一系列立體專一的手性結(jié)構(gòu)的甘草次酸衍生物和齊墩果酸衍生物，其中13種化合物為首次合成。 （2）發(fā)現(xiàn)化合物17（AEGA）、化合物38的抗腫瘤活性顯著高于母核化合物。 （3）初步闡明了化合物AEGA抑制人白血病細(xì)胞K562增殖的作用機(jī)制。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 化合物AEGA的合成方法：甘草次酸溶于四氫呋喃，冰浴上滴加瓊斯試劑。溶液攪拌后加入水。過濾烘干后得3-氧-甘草次酸。將3-氧-甘草次酸和對甲苯磺酸溶于異丙烯基乙酯中，回流5h. 反應(yīng)液用二氯甲烷溶解，有機(jī)相分別用水，飽和食鹽水洗滌，有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥，過濾，濃縮. 粗品進(jìn)行柱層析分離 (石油醚: 乙酸乙酯= 2:1)，即得化合物AEGA，產(chǎn)率68%. 采用Hochest33258染色，AO/EB 雙染色，DNA ladder試驗檢測，觀察到化合物AEGA作用K562細(xì)胞后呈現(xiàn)明顯的凋亡特征，而且Caspase-3酶活力明顯增強(qiáng)，呈現(xiàn)劑量依賴性。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 化合物AEGA和APOA的化學(xué)修飾方法簡便，原料易得，成本低廉，合成步驟簡單易行，便于工業(yè)化生產(chǎn)?；瘜W(xué)反應(yīng)只需2步，經(jīng)過1次層析純化，即可獲得目的產(chǎn)物340mg, 產(chǎn)率68%，純度達(dá)90%以上（HPLC法測定）。 化合物AEGA和APOA的抗腫瘤活性顯著高于母核化合物，化合物AEGA對人白血病細(xì)胞K562和HL60、肝癌細(xì)胞BEL-7404、乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231的半數(shù)抑制濃度IC50分別為47.39μM、42.02μM、53.43μM、57.54μM，化合物APOA對K562、HL60、BEL-7404、MDA-MB-231的半數(shù)抑制濃度IC50分別為42.56μM、39.3μM、35.0μM、44.82μM。DNA ladder試驗證實化合物AEGA通過誘導(dǎo)凋亡的途徑抑制人白血病細(xì)胞K562增殖。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在 “挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽校決賽中獲二等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 化合物AEGA的母核化合物來源于天然產(chǎn)物，具有多種生物活性且低毒性，原料易得，化學(xué)修飾方法簡便，合成產(chǎn)物純度高，反應(yīng)條件溫和，便于工業(yè)化生產(chǎn)。通過本課題的研究，發(fā)現(xiàn)化合物AEGA和化合物APOA的抗腫瘤活性顯著高于母核化合物。課題研究證實化合物AEGA通過誘導(dǎo)凋亡作用抑制人白血病細(xì)胞K562的增殖。課題研究成果為新型抗腫瘤藥物的開發(fā)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，為甘草次酸與齊墩果酸的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改造提供實驗依據(jù)?？鼓[瘤藥物的研究與開發(fā)是制藥企業(yè)關(guān)注與重點投資的領(lǐng)域之一，蘊(yùn)藏著廣闊的市場開發(fā)潛力。
同類課題研究水平概述
- 對天然產(chǎn)物中的活性成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾改造，是新藥研發(fā)的重要途徑之一。甘草次酸與齊墩果酸是天然齊墩果烷型五環(huán)三萜類化合物的代表，對肝癌、肺癌、胃癌、結(jié)腸癌、宮頸癌及白血病等具有廣泛的抑制作用，是抗腫瘤藥物研發(fā)的天然先導(dǎo)化合物。近年來，國內(nèi)外通過化學(xué)修飾，合成了一系列結(jié)構(gòu)新穎、活性顯著的甘草次酸衍生物和齊墩果酸衍生物。 目前，國內(nèi)外對18β-甘草次酸的結(jié)構(gòu)改造，修飾位點主要集中在C3羥基、C11羰基和C29羧基等官能團(tuán)。Liu等研究發(fā)現(xiàn)，使用羰基和肟基取代甘草次酸的C3位羥基不能提高抗腫瘤活性，在C3位上連接烷氧亞胺基，能顯著提高抗腫瘤活性和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡能力，在C3位上連接烷氧亞胺基，同時酯化C29位上的羧基獲得的衍生物具有最強(qiáng)的抗腫瘤活性，但誘導(dǎo)凋亡能力較弱。Stefan等報道在對18β-甘草次酸的C29羧基酯化的同時在C3羥基連接氨基酸，可以顯著提高抗腫瘤活性，并對卵巢癌細(xì)胞A2780具有誘導(dǎo)凋亡作用.Csuk等合成了一系列胺烷基甘草次酸衍生物，發(fā)現(xiàn)在C3位包含氨己基側(cè)鏈的甘草次酸衍生物具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性。Nishino等報道18β-齊墩果烷-12-烯-3β,23,28-三醇具有比甘草次酸更強(qiáng)的抑制由病毒引起的腫瘤生長的作用。Yan等合成了一系列A環(huán)含氮雜環(huán)的甘草次酸衍生物可抑制人白血病細(xì)胞株HL-60的生長。 Finlay等報道齊墩果酸A環(huán)開環(huán)后連接羧基或氨基可以顯著提高抗前列腺癌NRP-152細(xì)胞活性。閆茂才等報道，對齊墩果酸的羧基進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，合成了28-酰胺、28-糖苷、4-糖苷等齊墩果酸衍生物，它們大多具有不同程度的抗腫瘤作用，28-酰胺類化合物的活性較高。劉明生等合成了一系列的齊墩果酸多元酸單酯鈉鹽，其水溶性和抗腫瘤活性都有顯著提高。Li等報道苯磺酰基取代的呋咱氮氧化物或苯基取代的呋咱氮氧化物通過連接基團(tuán)與C3位或C28位結(jié)合，生成的氧化呋咱齊墩果酸雜合體，可通過釋放一氧化氮發(fā)揮抗肝癌作用，部分化合物有較強(qiáng)抗肝癌活性。王丹丹等報道，3-氧代齊墩果酸對肺癌LTEP-α-2細(xì)胞具有較強(qiáng)抑制作用。 甘草次酸、齊墩果酸及其衍生物抑制腫瘤細(xì)胞生長的主要方式是誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Satomi等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過甘草次酸處理后，HepG2細(xì)胞caspase 8被激活，同時細(xì)胞內(nèi)Bcl-2和bcl-xl的表達(dá)下降。
