本文關(guān)鍵詞：去氫駱駝蓬堿單體衍生物及3種倍半萜內(nèi)酯的細(xì)胞毒活性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：癌癥是當(dāng)今世界上威脅人類生命健康和生活質(zhì)量的主要病癥之一。從天然資源庫(kù)和產(chǎn)物庫(kù)中尋找具有抗腫瘤活性的化合物,進(jìn)行篩選,并針對(duì)模板骨架進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功效團(tuán)修飾改造,是研發(fā)高效安全抗腫瘤藥物的一個(gè)重要途徑。本論文主要進(jìn)行了兩個(gè)方面的工作：一是利用本課題組在前期研究大花金挖耳化學(xué)成分時(shí)分得的依瓦菊林等倍半萜內(nèi)酯類成分,通過(guò)形態(tài)學(xué)觀察其對(duì)L1210等細(xì)胞生長(zhǎng)的影響乃至腫瘤細(xì)胞的凋亡作用,再測(cè)定其IC5。等相關(guān)參數(shù),從而評(píng)價(jià)其抗腫瘤細(xì)胞的能力。二是在了解去氫駱駝蓬堿等質(zhì)譜裂解規(guī)律、探討類似物熒光應(yīng)用特性基礎(chǔ)上建立以去氫駱駝蓬堿為前體模板化合物,對(duì)其N2位和N9位進(jìn)行系列修飾,并測(cè)試其體外抗腫瘤活性,分析構(gòu)效關(guān)系,為這類化合物的開發(fā)和深度利用提供支持。分述如下一、依瓦菊林等倍半萜內(nèi)酯對(duì)PC3等腫瘤細(xì)胞凋亡作用研究倍半萜內(nèi)酯是一大類結(jié)構(gòu)多樣的天然化合物,生物活性主要表現(xiàn)在抗腫瘤,抗?jié)?抗炎,抗真菌,細(xì)胞毒性和神經(jīng)毒性等方面。依瓦菊林(Ivalin),特勒內(nèi)酯(Telekin)和天名精內(nèi)酯酮(Carabrone)3種倍半萜烯內(nèi)酯是本課題組在研究大花金挖耳化學(xué)成分時(shí)分得的典型倍半萜內(nèi)酯類成分。天明精內(nèi)酯酮(carabrone)在菊科大花金挖耳中含量豐富,在花蕾中含量可達(dá)0.340%。依瓦菊林最初是1965年從蓋氏菊屬植物Geigeria asper中發(fā)現(xiàn)并鑒定出其結(jié)構(gòu),最初活生物毒性為能使幾內(nèi)亞豬(guinea-pigs)中毒。特勒內(nèi)酯(Telekin)與Ivalin具有相似活性。本文通過(guò)形態(tài)觀察法和細(xì)胞計(jì)數(shù)法等比較和評(píng)價(jià)了Ivalin等3種倍半萜烯內(nèi)酯對(duì)細(xì)胞L1210, LNCaP和PC-3的細(xì)胞凋亡能力。研究結(jié)果表明：3種倍半萜內(nèi)酯化合物引起細(xì)胞L1210凋亡的最低有效濃度,ivalin, telekin, carabrone分別為2×10-6mol/L, 1×10-5mol/L, 1×10-5mol/L。原位標(biāo)記技術(shù)和流式細(xì)胞儀分析表明,3個(gè)倍半萜內(nèi)酯中ivalin誘導(dǎo)人前列腺癌細(xì)胞PC-3及LNCaP凋亡的能力最強(qiáng),同時(shí),LNCaP細(xì)胞比PC-3細(xì)胞對(duì)3個(gè)倍半萜內(nèi)酯更敏感。依瓦菊林(Ivalin),特勒內(nèi)酯(Telekin)和天名精內(nèi)酯酮(Carabrone)3種誘導(dǎo)人前列腺癌細(xì)胞PC-3及LNCaP和小鼠淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞L1210凋亡的能力為：Ivalin對(duì)細(xì)胞的凋亡抑制作用最明顯,telekin次之, carabrone最弱。這些化合物對(duì)L1210和MCF-7、PC-3和LNCaP 4種細(xì)胞系的IC50測(cè)定結(jié)果表明,Ivalin和Telekin活性有明顯分異；對(duì)L1210和MCF-7細(xì)胞系來(lái)說(shuō),Telekin活性最強(qiáng),半數(shù)致死濃度分別達(dá)25μmmol.L-1和14.0μmol. L-1。而對(duì)PC-3和LNCaP細(xì)胞系來(lái)說(shuō),Ivalin活性最強(qiáng),半數(shù)致死濃度分別達(dá)到30.4μmol. L-1和33.5μmol.L-1。這些可能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。二、去氫駱駝蓬堿單體衍生物的合成及細(xì)胞毒性研究β-咔啉類廣泛分布于自然界,是一類由吲哚環(huán)和吡啶環(huán)組成的生物堿,這類化合物具有廣譜而顯著的生物活性,如抗腫瘤、抗焦慮、抗抑郁、鎮(zhèn)靜、抗寄生蟲等,一些還作為公認(rèn)的神經(jīng)毒素參與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展,因此,去氫駱駝蓬堿及其類似物一直受到人們的重視。課題組一直對(duì)駱駝蓬屬(Peganum L.)植物中生物堿的提取分離、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)改造和功能進(jìn)行研究,其活性成分以β-咔啉類生物堿為主,具有廣泛的藥理作用,其中抗腫瘤活性最為顯著。在我國(guó),該屬3種植物是沿用已久的民族藥。用駱駝蓬種子治療胃癌已經(jīng)有近30多年歷史。但其具有較大毒性,因此在很大程度上限制了其大范圍應(yīng)用。因此,本文前期研究基礎(chǔ)上,首先以駱駝蓬堿、去氫駱駝蓬堿和鴨嘴花酮堿3種生物堿的多級(jí)質(zhì)譜裂解規(guī)律進(jìn)行研究,建立快速結(jié)構(gòu)的鑒定方法；在此基礎(chǔ)上以去氫駱駝蓮堿作為母核進(jìn)行N2位和N9位系列修飾衍生,并對(duì)去氫駱駝蓬堿及其衍生物的抗腫瘤活性和抗腫瘤機(jī)理探討。主要獲得以下結(jié)果：1、采用電噴霧多級(jí)質(zhì)譜技術(shù)研究了駱駝蓬中3個(gè)主要生物堿,駱駝蓬堿、去氫駱駝蓬堿和鴨嘴花酮堿的質(zhì)譜裂解行為。ESI質(zhì)譜檢測(cè)顯示,在一級(jí)質(zhì)譜圖中,3個(gè)生物堿類化合物都出現(xiàn)很強(qiáng)的[M+H]+準(zhǔn)分子離子峰,在35%能量的轟擊下所產(chǎn)生的多級(jí)譜圖產(chǎn)生的碎片離子比較豐富,在多級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜中表現(xiàn)出一些類似的碎裂規(guī)律,主要表現(xiàn)為一些特征的中性碎片的丟失。在駱駝蓬堿和去氫駱駝蓬堿的二級(jí)質(zhì)譜圖中,脫去甲基自由基是一特征脫除,在其三級(jí)質(zhì)譜圖中,脫除一氧化碳又是它們的另一特征�？梢�(jiàn),在一級(jí)質(zhì)譜中可見(jiàn)很強(qiáng)的加氫準(zhǔn)分子離子峰,在多級(jí)質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)中,該類生物堿化合物容易丟失15 u的中性碎片(甲基自由基)和28 u的中性碎片(一氧化碳)等。以此為基礎(chǔ),為后續(xù)衍生物結(jié)構(gòu)的鑒定建立了質(zhì)譜快速鑒定方法和技術(shù)對(duì)研究駱駝蓬及相關(guān)植物中生物堿的分布及咔啉類似物的結(jié)構(gòu)具有重要參考價(jià)值。2、p-咔啉類化合物不僅具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性,其結(jié)構(gòu)本身也具有熒光特性,具備可視化應(yīng)用分析特征。因此,以β-咔啉為母核,設(shè)計(jì)合成出一種用于檢測(cè)水中Hg2+的新型熒光探針,并進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果顯示,新型熒光探針與等物質(zhì)的量的其他各種金屬離子作用后,熒光強(qiáng)度無(wú)明顯變化,而Hg2+卻可使新型熒光探針的熒光淬滅率達(dá)到80%左右。這種簡(jiǎn)易探針能夠在一個(gè)廣泛的pH范圍內(nèi),快速高效并選擇性地識(shí)別Hg2+。并且肉眼能夠直接觀察到明顯的熒光顏色變化(從藍(lán)色到無(wú)色)。此外,熒光強(qiáng)度和汞離子濃度(1.0×10-6 M～7.0×10-6M)之間存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。后續(xù)研究對(duì)于開發(fā)新型熒光探針應(yīng)用于環(huán)境或生物(胞內(nèi)定位)分析具有重要意義。3、 在前期基礎(chǔ)上,繼續(xù)以去氫駱駝蓬堿為前體化合物,對(duì)其N2位和N9位分別進(jìn)行烷基鏈和芐基鏈修飾,并測(cè)試其體外抗腫瘤活性,分析構(gòu)效關(guān)系。合計(jì)合成了去氫駱駝蓬堿類衍生物44個(gè),通過(guò)質(zhì)譜、核磁共振及X射線衍生等方法對(duì)所有化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確證,其中未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的化合物有32個(gè)。所得化合物的質(zhì)譜均出現(xiàn)了[M+H]+峰。利用單晶X衍射技術(shù)確證了化合物2的空間結(jié)構(gòu)。體外抗腫瘤活性測(cè)試表明,所得衍生物抗腫瘤活性均強(qiáng)于前體去氫駱駝蓬堿。其中對(duì)人胃腺癌細(xì)胞系(SGC-7901)的IC50值小于10 μM的化合物有30個(gè)；對(duì)SGC-7901的IC50值與陽(yáng)性對(duì)照紫杉醇相當(dāng)?shù)幕衔镉?個(gè)；對(duì)SGC-7901細(xì)胞抑制活性強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照紫杉醇(IC50=3.341 μM)的化合物有7個(gè)(15、23、27、28、38、41、42)。所得44個(gè)衍生物對(duì)5株細(xì)胞系中的A549和HL-60抑制率最高。構(gòu)效關(guān)系分析表明,氫駱駝蓬堿的N2位和N9位修飾均增強(qiáng)了其抗腫瘤活性。隨著去氫駱駝蓬堿9位修飾鏈接的碳原子數(shù)目的增加,其抗腫瘤活性呈增強(qiáng)趨勢(shì)； 9位N原子衍生化時(shí),4.取代芐基衍生物的活性最強(qiáng)；當(dāng)9位連接基團(tuán)相同,2位N原子芐基衍生化時(shí),無(wú)取代的芐基的活性最強(qiáng)；這些表明,去氫駱駝蓬堿的2位和9位是其重要的活性衍生位點(diǎn)。這可能與其水溶性增強(qiáng)有關(guān)。綜上所述,本論文的研究通過(guò)形態(tài)觀察法和細(xì)胞計(jì)數(shù)法等比較和評(píng)價(jià)了Ivalin等3種倍半萜烯內(nèi)酯對(duì)細(xì)胞L1210, LNCaP和PC-3的細(xì)胞凋亡能力,明確了依瓦菊和特勒內(nèi)酯對(duì)4種細(xì)胞系細(xì)胞毒性的分異規(guī)律,對(duì)于后續(xù)依瓦菊和特勒內(nèi)酯衍生物或類似物進(jìn)行細(xì)胞毒性的篩測(cè)或作用機(jī)制研究具有重要意義。通過(guò)對(duì)去氫駱駝蓬堿等3個(gè)生物堿的電噴霧多級(jí)質(zhì)譜裂解機(jī)制和特征碎片的研究,總結(jié)了鑒別該類化合物的電噴霧多級(jí)質(zhì)譜方法,對(duì)研究駱駝蓬中生物堿的分布及咔啉類似物的結(jié)構(gòu)鑒定具有重要參考價(jià)值。以β-咔啉母核為熒光團(tuán),設(shè)計(jì)合成的用于檢測(cè)水中Hg2+的新型熒光探針,以及對(duì)于后續(xù)研究開發(fā)新型熒光探針應(yīng)用于環(huán)境、生物分析具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。去氫駱駝蓬堿的N2位和N9位是其重要的活性修飾位點(diǎn),適當(dāng)修飾可在很大程度上增強(qiáng)衍生物或類似物的抗腫瘤活性。結(jié)合其類似物的熒光應(yīng)用分析特性,后續(xù)有必要對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行探討。這些研究對(duì)開發(fā)新型熒光探針和尋找高效和安全的抗癌抗腫瘤先導(dǎo)化合物具有重要參考意義。
【關(guān)鍵詞】：β-咔啉類 去氫駱駝蓬堿 依瓦菊林 熒光探針 抗癌活性
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R284;R285
【目錄】：

• 摘要6-9
• Abstract9-15
• 第一章 Beta-咔啉類單體生物堿研究進(jìn)展15-67
• 1.1 β-咔啉生物堿的結(jié)構(gòu)類型和特征15-16
• 1.2 β-carboline生物堿的存在與資源分布16-34
• 1.2.1 陸生植物中的分布17-24
• 1.2.1.1 蒺藜科17-18
• 1.2.1.2 苦木科18-21
• 1.2.1.3 β-咔啉類生物堿在其他植物中的分布21-24
• 1.2.2 海洋生物中的β-咔啉生物堿24-31
• 1.2.3 陸地其他生物中的的分布31-34
• 1.3 β-咔啉單體生物堿衍生合成研究進(jìn)展34-53
• 1.3.1 基于吡啶環(huán)構(gòu)建的β-咔啉骨架合成34-42
• 1.3.2 基于B環(huán)吡咯環(huán)構(gòu)建的β-咔啉骨架合成42-44
• 1.3.3 利用其它方法合成β-咔啉生物堿44-46
• 1.3.4 β-咔啉類氮鹽類物質(zhì)制備46-50
• 1.3.5 基于作用靶標(biāo)的β-咔啉合成策略50-53
• 1.4 β-carboline單體生物堿的功能53-63
• 1.4.1 神經(jīng)毒性54-59
• 1.4.2 抗氧化活性和神經(jīng)保護(hù)功能59-63
• 1.5 論文的設(shè)計(jì)思路63-67
• 1.5.1 選題背景63-64
• 1.5.2 研究目的和意義64
• 1.5.3 技術(shù)路線64-67
• 第二章 依瓦菊林等倍半萜內(nèi)酯對(duì)PC3等腫瘤細(xì)胞凋亡作用67-81
• 2.1 引言67-68
• 2.2 材料與方法68-70
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料68
• 2.2.2 儀器68
• 2.2.3 L1210細(xì)胞培養(yǎng)和檢測(cè)68-69
• 2.2.4 PC-3及LNCaP細(xì)胞培養(yǎng)和檢測(cè)69
• 2.2.5 MTT法檢測(cè)藥物處理后細(xì)胞存活力69-70
• 2.2.6 Annexin V-FITC/PI雙染法凋亡分析70
• 2.3 結(jié)果與分析70-78
• 2.3.1 3 種倍半萜內(nèi)酯對(duì)L1210細(xì)胞具有凋亡作用的形態(tài)學(xué)觀察70-72
• 2.3.2 3 種倍半萜內(nèi)酯加入后對(duì)L1210細(xì)胞生長(zhǎng)的影響72-74
• 2.3.3 3 種倍半萜內(nèi)酯對(duì)PC3和LNCaP細(xì)胞的凋亡作用74-76
• 2.3.4 MTT法測(cè)試的IC_(50)76-78
• 2.4 小結(jié)與討論78-81
• 2.4.1 3種倍半萜內(nèi)酯結(jié)構(gòu)與活性比較78-79
• 2.4.2 倍半萜內(nèi)酯骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化及作用機(jī)制值得進(jìn)一步探討79-81
• 第三章 駱駝蓬中主要生物堿的電噴霧多級(jí)質(zhì)譜裂解行為研究81-89
• 3.1 引言81
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分81-82
• 3.2.1 儀器及試劑81
• 3.2.2 質(zhì)譜條件81-82
• 3.3 結(jié)果與分析82-88
• 3.4 小結(jié)88-89
• 第四章 基于二硫縮醛-β-咔啉的水溶性汞離子熒光探針89-97
• 4.1 引言89-90
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分90-92
• 4.2.1 主要儀器及試劑90
• 4.2.2 熒光探針6的合成90-92
• 4.3 結(jié)果與討論92-96
• 4.3.1 熒光探針6的光譜性能研究92-94
• 4.3.2 熒光探針機(jī)理研究94-96
• 4.4 小結(jié)96-97
• 第五章 去氫駱駝蓬堿衍生物的合成及其抗腫瘤細(xì)胞毒性97-176
• 5.1 引言97
• 5.2 材料與方法97-103
• 5.2.1 試驗(yàn)材料97
• 5.2.2 試驗(yàn)儀器97-98
• 5.2.3 試驗(yàn)方法98-103
• 5.2.3.1 去氫駱駝蓬堿衍生物的合成與結(jié)構(gòu)確證98-101
• 5.2.3.2 體外抗腫瘤活性研究101-103
• 5.3 結(jié)果與分析103-126
• 5.3.1 化合物2-45的理化性質(zhì)及波譜數(shù)據(jù)103-122
• 5.3.1.1 衍生物的理化性質(zhì)103-105
• 5.3.1.2 所得化合物的波譜數(shù)據(jù)105-120
• 5.3.1.3 化合物2的晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定120-122
• 5.3.2 衍生物的體外抗腫瘤活性122-124
• 5.3.2.1 體外抗腫瘤活性初篩結(jié)果122-124
• 5.3.2.2 MTT法測(cè)試化合物對(duì)SGC-7901的IC_(50)值124
• 5.3.3 活性與結(jié)構(gòu)關(guān)系分析124-126
• 5.4 小結(jié)與討論126-127
• 附圖127-176
• 第六章 研究結(jié)果與創(chuàng)新176-179
• 6.1 主要研究結(jié)果176-178
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)178-179
• 參考文獻(xiàn)179-209
• 縮略詞209-211
• 致謝211-212
• 作者簡(jiǎn)介212

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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  本文關(guān)鍵詞：去氫駱駝蓬堿單體衍生物及3種倍半萜內(nèi)酯的細(xì)胞毒活性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：258971