新型生物传感材料的设计与合成

第　４６卷第４期　２０１２年８月　华中师范大学学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＩ　ＯＦ　ＨＵＡＺＨ０ＮＧ　Ｎ０ＲＭＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．）　Ｖｏ１．４６　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１２　

文章编号：１０００　１１　９０（２０１２）０４—０４２７—０５　

基于吡咯环系的新型ｃ—Ｍｅｔ抑制剂的设计、合成　

与生物活性研究　

黄　伟　，王　佳。，丛　欣　，殷晓进　，檀爱民。＊　

（１．南京大学功能生物分子研究所医药生物技术国家重点实验室，南京２１００９３；　２．江苏先声药物研究有限公司江苏省抗肿瘤分子靶向药物重点实验室，南京２１００４２）　

摘要：基于ＩＩ型ｃ－Ｍｅｔ抑制剂的结合模式和骨架跃迁的策略，设计、合成了两类含毗咯环系的新　型ｃ—Ｍｅｔ激酶抑制剂．目标化合物的结构经核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱予以确证．生化水　平的活性筛选显示化合物９ａ～９ｅ对ｃ　Ｍｅｔ激酶均表现出良好的抑制活性，Ｉｃ　。小于２．１　Ｍ；化合　物９ａ还对ＶＥＧＦＲ　２和ｃ—ｋｉｔ等激酶均表现显示出良好的抑制活性，Ｉｃ　。小于８．０　Ｍ．细胞水平的　活性测试进一步验证了化合物９ａ对ｃ—Ｍｅｔ靶点的抑制活性．已有结果表明，吡咯衍生物９ａ具有作　为活性骨架开展后续改造的良好潜力．　

关键词：激酶抑制剂；ｃ～Ｍｅｔ；吡咯　

中图分类号：０６２６．３　文献标识码：Ａ　

近年来，激酶已成为药物研发的主要靶点　

之一．ｃ—Ｍｅｔ是酪氨酸激酶家族中的一个重要　

成员，属于受体酪氨酸激酶（ＲＴＫ）．ｃ—Ｍｅｔ最　

初被认为是致瘤融合蛋白（ＴＰＲ—ＭＥＴ），现证　

明Ｍｅｔ是由原癌基因ｃ—Ｍｅｔ编码的一种酪氨酸　

激酶受体，因其与多种肿瘤的产生、侵袭、转移　

相关，已成为肿瘤治疗中重要的新靶点ｌ】　］．从　

化学结构和结合模式上分析，研究中的小分子　

ｃ－Ｍｅｔ抑制剂主要分为两类：ｌ型抑制剂，以　

ＰＦ一２　３４　１　０６　６为代表，分子呈Ｕ形；ＩＩ型抑制　

剂，以ＸＩ　一１　８４、ＢＭＳ一７　７　７　６　０　７为代表Ｅ　４　６　３，分子　结构呈线性．Ｉ型抑制剂多为较专一的ｃ—Ｍｅｔ　

项目名称： 新型医用材料的功能化设计及生物适配基础科学问题研究

首席科学家： 王迎军 华南理工大学

起止年限： 2012.1-2016.8

依托部门： 教育部

一、关键科学问题及研究内容

生物适配是各种生物医用材料在人体环境服役并与机体相互作用的关键所在。植入体内的医用材料在满足生物安全性前提下，应能够主动适应人体不同组织、不同器官、不同部位的生理环境（组织学、力学、化学等环境）要求，从而达到对病损组织与器官的有效修复，或恢复、重建其生理功能。目前临床应用量大面广的各种生物医用材料由于生物不适配而出现各种问题，是服役寿命短、临床疗效不够理想的主要瓶颈。从根本上解决这些问题的关键是对材料与机体的生物适配机制进行深入系统的研究并在此基础上建立材料的功能化设计准则和发展功能化制备技术。多年来国内外对相关材料的研究主要集中在对不适配现象的揭示，发现现有材料的物理、化学、力学等性能上的缺陷，如金属植入材料的腐蚀离子和有害粒子在机体内引起组织不适配的问题，材料与机体组织力学不适配导致周围组织吸收的问题以及材料不具备降解性或降解不可控而导致的与组织再生修复不匹配的问题等。近几年的研究对解决特定问题也已经提出了一些思路，其中基于仿生的理念对材料本体或表面进行功能化的设计甚至构建全新的材料更是当前的研究前沿和热点。总体而言，目前对实现生物适配所涉及的材料学和生物学因素仍缺乏系统的研究和揭示，导致新型功能化生物医用材料的研究与发展缺乏理论依据和设计依据。因此，对量大面广生物医用材料的生物适配机制进行系统研究对于解决临床问题具有现实的迫切性和长远的科学意义。

有鉴于此，本项目主要面向骨（软骨）修复、齿科植入、心血管介入治疗这三大类临床病患众多、对生物医用材料需求巨大的领域，针对目前广泛应用的生物医用材料（包括金属类、非金属类及复合材料）在临床实践中迫切需要解决的科学问题，并基于国内外研究前沿及前瞻性布局的考虑，开展新型医用材料的功能化设计及生物适配基础科学问题研究。拟解决的关键科学问题可归结为：

靶向GLUT1的新型铂类抗肿瘤化合物的设计、合成、生物活性评价及作用机制研究

在临床铂类抗肿瘤药物中,最具代表性的顺铂、卡铂和奥沙利铂均具有细胞毒作用强,抗肿瘤谱广的特点。然而极低的水溶性,严重的不良反应和耐药性极大地限制了其临床应用。

为克服上述缺陷,新型铂类抗肿瘤药物的研究热点集中于提高水溶性,降低毒副作用,减少耐药性,增强靶向性。本课题利用肿瘤细胞的Warburg效应,即肿瘤细胞通过在细胞膜高表达葡萄糖转运蛋白GLUT1以吸收和代谢大量糖营养物质的特点,通过利用GLUT1为药物靶向传递生物靶点设计并合成了一系列含有不同糖结构的新型铂类抗肿瘤药物,具体研究内容包括:本课题通过将葡萄糖转运蛋白GLUT1的转运底物葡萄糖、半乳糖、甘露糖和2-脱氧-D-葡萄糖通过糖苷键与铂配合物中离去基团部分偶联,得到15个新型铂配合物,并采用1H NMR、13C NMR、质谱等方法确证其结构。

体外细胞毒测试结果显示,在15个新型铂配合物中,铂配合物6e的抗结肠癌活性最强,具有较好的靶向性且无交叉耐药性。在跨膜转运机制研究中,我们在GLUT1稳定低表达细胞系中测定了铂配合物的细胞毒性和铂元素含量,同时在肠癌细胞中进行了GLUT1抑制剂竞争实验,实验结果证实本课题中合成的新型铂配合物主要通过GLUT1实现跨膜转运。

此外,铂配合物与质粒DNA的体外实验,揭示了铂配合物通过GLUT1通道进入细胞后,确与DNA的鸟嘌呤偶联形成了Pt-DNA加合物。而在抗肿瘤作用机制的研究中,我们采用荧光实时定量PCR实验和蛋白免疫印迹实验证明铂配合物发挥抗肿瘤作用的机制是通过诱导细胞凋亡最终导致细胞死亡。 在体内动物实验中,铂配合物6e在肠癌移植瘤裸鼠模型中对裸鼠肿瘤生长的抑制率达到44.68%,显示出较强的体内抑制肿瘤生长的作用。除单独给药外,在本课题中我们还对铂配合物6e的联合用药作用进行了探讨,结果显示铂配合物6e与亚叶酸、5-氟尿嘧啶联合使用能够有效增强对肿瘤细胞的杀伤作用,并可阻断肿瘤细胞于G1期。

Ｖｏ１．２９　

２００８年１月　高等学校化学学报　

ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣｔｔｌＮＥＳＥ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ　Ｎｏ．１　

２Ｏ６～２１１　

新型生物黏附性材料巯基壳聚糖的合成与表征　

王　鑫，郑超，张新歌，王　填，李朝兴　

（南开大学高分子化学研究所，天津３０００７１）　

摘要巯基聚合物利用二硫键的形成，以共价键黏附于黏膜表面，可以延长药物在黏膜上的滞留时间，有利　

于药物分子的吸收．本文合成了一种新型巯基聚合物——Ⅳ一乙酰基一Ｌ一半胱氨酸一ｇ一壳聚糖（ＣＳ—ＮＡＣ），并进行　

了表征，同时对材料的溶胀度、黏附性和细胞毒性进行了测试．结果表明，这种巯基聚合物具有较高的巯基　

含量，最高可达到５８９．３　Ｉｘｍｏｌ／ｇ；具有快速的溶胀性能；黏附性显著增强，黏附时间和黏附力分别是壳聚糖　

的３０和３倍；无明显的细胞毒性．因此，ＣＳ—ＮＡＣ是一种很有应用前景的生物黏附性材料．　

关键词巯基壳聚糖；，ｖ－乙酰基一Ｌ一半胱氨酸；溶胀度；黏附性；细胞毒性　

中图分类号０６３１　文献标识码Ａ　文章编号０２５１－０７９０（２００８）０ｌ一０２０６－０６　

对于具有肠肝反应和首过效应的蛋白质和多肽类生物大分子药物，传统采用注射给药方式．但注　

射给药具有携带不便，易引起局部炎症及全身过敏反应等缺点．因此人们开始寻找一种更安全有效的　

给药方法．在非注射给药途径中，黏膜给药具有比表面积大，药物吸收快，直接进入血液循环等特　

点¨　，因而引起了人们的关注．　

具有黏附性和促进吸收作用的载体材料是这类给药途径的关键．目前常用的黏附性材料有生物粘　

附性淀粉、壳聚糖、葡聚糖、　一环糊精、聚左旋乳酸、卡波姆９３４Ｐ、黄原胶等，具有吸收促进作用的材　

料有壳聚糖、　一环糊精、磷脂和脂质等，其中壳聚糖具有明显的生物黏附性和促进吸收作用　，它通　

过延长药物的黏附时问及瞬间打开黏膜中的紧密连接使大分子药物透过黏膜表面　得以吸收．Ｓｏａｎｅ　

等　发现壳聚糖制剂在鼻黏膜中停留的半衰期为８４　ｍｉｎ，而在相同条件下生物粘附性淀粉在鼻黏膜中