本文關(guān)鍵詞：卟啉光敏劑的合成、生物活性篩選與構(gòu)效關(guān)系研究　出處：《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：光動力療法(Photodynamic Therapy, PDT)是近年來發(fā)展起來的一種新的物理化學(xué)治療技術(shù),其基本原理是光敏劑在特定波長光源的激發(fā)下進(jìn)行能量躍遷,隨后將能量轉(zhuǎn)移給生物體內(nèi)的氧,后者形成單線態(tài)氧、自由基或自由基離子等,它們作用于靶細(xì)胞,引起細(xì)胞死亡或凋亡。PDT以有效、可協(xié)同性、重復(fù)性和相對成本低等優(yōu)點(diǎn)引起廣泛關(guān)注。光敏劑是PDT治療的關(guān)鍵,針對目前臨床常用光敏劑存在的細(xì)胞攝取量低、缺乏靶向性和暗毒性較強(qiáng)、代謝緩慢引發(fā)滯后的光毒性等缺陷,本論文設(shè)計合成了一系列新型的卟啉類光敏劑,并對其光動力生物活性進(jìn)行了評價和構(gòu)效關(guān)系研究,以期篩選出暗毒性低,選擇性強(qiáng),活性好的光敏劑。本論文工作主要分為兩個部分： 第一部分為四苯基卟啉衍生物的合成與光動力抗菌活性研究。 細(xì)菌感染近年來呈現(xiàn)上升趨勢,而且由于抗生素的過度使用,出現(xiàn)了多重耐藥菌。迫切需要新的藥物或新的替代療法。光動力抗菌化學(xué)療法(Photodynamic antimicrobial chemotherapy, PACT)是利用光敏劑和可見光誘導(dǎo)微生物病原體光動力滅活的一種抗菌方法,目前尚未發(fā)現(xiàn)其耐藥性。卟啉類光敏劑具有良好的光譜特性和較高的單線態(tài)氧產(chǎn)率,且在生物體內(nèi)廣泛存在,代謝途徑明晰,生物相容性好,作為抗菌光敏劑受到廣泛的研究。以往的文獻(xiàn)報道陽離子卟啉光敏劑對革蘭氏陽性菌與陰性菌均有滅活作用,但在結(jié)構(gòu)中引入許多非天然的修飾基團(tuán),易造成光敏劑的毒性增強(qiáng),體內(nèi)生物相容性差、細(xì)菌吞噬量有限等缺陷。考慮到堿性氨基酸如L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸為生物所需營養(yǎng)物質(zhì),且在生理條件下攜帶正電荷,因而作為陽離子基團(tuán)卟對卟啉進(jìn)行修飾將可獲得生物相容性優(yōu)越且靶向性強(qiáng)的新型光敏劑。在該部分我們以三個天然堿性氨基酸L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸作為修飾基團(tuán)合成了新型的陽離子光敏劑,共合成了化合物56個,其中38個化合物未見相關(guān)文獻(xiàn)報道,目標(biāo)產(chǎn)物24個。涉及合成路線5條。所有化合物的結(jié)構(gòu)均經(jīng)過‘HNMR、 MS確證。并對所有目標(biāo)產(chǎn)物的熔點(diǎn)、紫外光譜、光穩(wěn)定性、脂水分布系數(shù)、單線態(tài)氧的產(chǎn)率、熱穩(wěn)定性進(jìn)行了測定�；衔锏淖贤夤庾V顯示：所合成的化合物具有卟啉化合物典型的420nm左右的Soret帶與500-670nm弱吸收的Q帶,并且隨著氨基酸取代數(shù)目的增加,化合物的最大吸收波長逐漸發(fā)生藍(lán)移。光漂白實(shí)驗結(jié)果顯示：隨著激光照射時間的增加,目標(biāo)化合物的最大紫外吸收波長的吸光度值有稍許降低,且隨著氨基酸取代的數(shù)目增多,其光漂白速率增加,光穩(wěn)定性相對下降,但總體變化不大,所得化合物具有一定的光穩(wěn)定性,符合作為光敏劑的條件。化合物的單線態(tài)氧測定結(jié)果顯示：氨基酸的引入使化合物的單線態(tài)氧產(chǎn)率有增加的趨勢,其中四賴氨酸取代的卟啉軛合物4i有相對較高的產(chǎn)率(ΦΔ=0.95)。另外,在所測得的目標(biāo)化合物中,隨著氨基酸取代基數(shù)目的增多,化合物的脂水分配系數(shù)逐漸下降,水溶性得到了改善�；衔锏臒嶂胤治鰧�(shí)驗顯示：所得化合物在200℃之前對熱穩(wěn)定。 化合物的光動力抗菌實(shí)驗包括吞噬曲線的測定、MIC與MBC的測定、濃度效應(yīng)曲線及激光共聚焦顯微成像。結(jié)果顯示：氨基酸基團(tuán)的引入,提高了細(xì)菌對光敏劑的吞噬量,其光動力抗菌活性得到了顯著提高,且隨著氨基酸數(shù)目的增多而呈逐漸增加的趨勢。4c,4e,4g為連接兩個賴氨酸基團(tuán)的化合物,在濃度為10μM時,它們對三種菌的最大殺滅作用為：存活率降至3.0-log10(E. coli),6.0-log10(MRSA),2.5-log10(P. aeruginosa)。其中帶有四個賴氨酸基團(tuán)的化合物4i,具有最強(qiáng)的光動力滅菌活性,濃度在3.9μM時,能夠殺滅細(xì)菌MRSA使其存活率降至4.0-log10, P. aeruginosa至3.0-log10, E. coli至6.0-log10，值得進(jìn)一步的研究。 第二部分為卟啉類化合物光動力抗腫瘤活性的評價與構(gòu)效關(guān)系研究。 本論文在本實(shí)驗室前期工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討或完善該類化合物抗腫瘤作用的構(gòu)效關(guān)系,對第一部分與本部分合成的共21個卟啉衍生物進(jìn)行了光動力抗腫瘤藥理活性的評價。MTT法測試結(jié)果顯示：隨著化合物濃度從1.25μM上升至20μM,其光毒性逐漸增強(qiáng),具有明顯的量效依賴關(guān)系,其中化合物4a,4j其濃度在5μM時,抑制率大于80%,且在該濃度下,其暗毒性較小(30%)；化合物4f,4b,4c,4e在2.5μM時化合物對腫瘤細(xì)胞Hela的抑制率分別為87.91%,79.31%,81.64%,85.06%,IC50值分別為：0.05μM,1.24μM,0.90μM,1.85μM;可以作為新一代的光敏劑先導(dǎo)物進(jìn)行開發(fā)和研究。該類化合物的光動力抗腫瘤作用的初步構(gòu)效關(guān)系分析表明：四苯基卟啉環(huán)上的氨基的存在對活性產(chǎn)生有利影響,而當(dāng)引入一個或兩個氨基酸時,活性增強(qiáng),而多個氨基酸基團(tuán)的引入會降低抗腫瘤活性。
[Abstract]:Photodynamic Therapy ( PDT ) is a new physical and chemical treatment technique developed in recent years . The basic principle of PDT is the energy transition under the excitation of a specific wavelength light source . The first part is the synthesis of tetraphenyl porphyrin derivatives and the photodynamic antibacterial activity . A new type of photosensitizer has been synthesized with three natural basic amino acids such as L - lysine , L - arginine and L - histidine . With the increase of the number of amino acid substitution , the water solubility of the compound decreased gradually and the water solubility was improved . The thermal gravimetric analysis of the compound showed that the obtained compound was thermally stable before 200 鈩，

本文編號：1433407