長期以來,天然產(chǎn)物因其新穎的骨架類型,獨特的藥理活性,一直是創(chuàng)新藥研制的重要源泉;在漫漫歷史長河中,中草藥也為中華民族的繁衍生息做出了重要貢獻。加深加快藥用植物資源的開發(fā),不僅有利于臨床需求的滿足,而且有助于弘揚中華傳統(tǒng)文化。但是,在天然產(chǎn)物的實際應(yīng)用中,卻存在著起效機制不清、水溶性差、活性不強、衍生化不易等缺陷,嚴重制約了這些資源的使用與發(fā)展。因此,本論文嘗試通過三個于天然產(chǎn)物應(yīng)用相關(guān)的課題,來反映我們對這些問題的思考與回答。本論文由三部分工作組成:(1)天名精中量豐成分的抗腫瘤活性構(gòu)效關(guān)系研究及機制探索;(2)基于膽酸的新型多功能NASH治療侯選物的發(fā)現(xiàn);(3)環(huán)氧化合物制備β-碘代羧酸酯反應(yīng)探索及其在天然產(chǎn)物改造上的應(yīng)用;天名精(Carpesium abrotanoides L.)是一類歷史悠久的常見中草藥,具有消腫止痛、清熱解毒等藥理活性。但是,此類植物中有效成分的抗腫瘤活性構(gòu)效關(guān)系、具體作用機制則未見報道,因此,在本論文的第2章,我們選取傳統(tǒng)中藥天名精為研究對象,進行了抗腫瘤有效成分的化學(xué)研究和機制探索。首先,我們通過提取分離,獲得了6種含量豐富的天然產(chǎn)物,經(jīng)過初步的藥理學(xué)評估,選定了量豐化合物PL-01為苗頭化合物,并以STAT3通路抑制率、HCT116和HT-29瘤株的增殖抑制為評價指標(biāo);在此基礎(chǔ)上,通過不同結(jié)構(gòu)類型的衍生物庫的制備,獲得了7大類共140余個衍生物,并總結(jié)了構(gòu)效關(guān)系,得到了70多個體外活性增強的化合物,相比于原型化合物,活性增強了2~8倍。整體來看,大部分酯類、苯磺酸酯類、氨基甲酸酯類衍生物活性有所提高,而酰胺類及醚類產(chǎn)物則活性下降;我們還發(fā)現(xiàn),α,β-不飽和酮上的雙鍵是一個較好的胺基前藥改造位點,可以同時起到提高活性和改善水溶性的作用。隨后,我們通過制備探針、蛋白質(zhì)質(zhì)譜等手段對藥理機制進行了探索,首次報道了此類化合物能夠共價結(jié)合JAK2蛋白上的非ATP結(jié)合口袋位點——452位半胱氨酸殘基;同時作為變構(gòu)抑制劑,影響了JAK2蛋白的三維結(jié)構(gòu),進而抑制JAK2-STAT3通路,并能阻滯G2/M期,以發(fā)揮抑制腫瘤活性;最后,我們選擇了體外活性較好的化合物進行了進一步的體內(nèi)藥效學(xué)評價,結(jié)果表明,這些化合物能實現(xiàn)42~50%的抑瘤率,同時安全性較好,值得進一步研究。近年來,隨著人們飲食習(xí)慣和生活方式的改變,非酒精性脂肪肝炎(NASH)的發(fā)病率逐年升高,嚴重威脅到了人們的健康,但截至目前,FDA則未批準任何藥物用于NASH的治療。因此,開發(fā)新型的NASH治療藥物,不僅具有深遠的臨床使用價值,而且還有廣闊的市場前景。結(jié)合NASH研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,在本論文的第3章,我們提出了“NASH的治療需要標(biāo)本兼治”這一假說,并嘗試以天然產(chǎn)物膽酸為基礎(chǔ),進行兼具多重活性的膽酸類衍生物的發(fā)現(xiàn),以期望能獲得多功能的新型NASH治療候選化合物。我們以多種膽酸化合物為母核,通過結(jié)構(gòu)修飾,獲得了不同結(jié)構(gòu)類型的膽酸衍生物共7大類230余個,并對他們進行了多重藥理活性的評價。在降脂活性評價方面,我們進行了DiI-LDL吞噬實驗篩選,并發(fā)現(xiàn)經(jīng)過結(jié)構(gòu)修飾和改造,可以有效提高膽酸類衍生物的降脂活性,有近60個化合物具有潛在的降脂活性(脂質(zhì)吞噬率大于1.2),其中28個衍生物具有較強的降脂活性(噬率大于1.3);在抗炎活性評價方面,我們得到了28個NO生成抑制活性強于吲哚美辛的化合物;在影響能量代謝方面,我們選取了部分化合物,進行了TGR5激動活性測試,得到了20余個活性強于陽性對照藥INT-777的膽酸衍生物,其中CA-E11-8等多個化合物較之陽性對照,其EC_(50)提高了15倍以上,達到了低于10 nM的水平;隨后,我們還對部分化合物進行了LCA誘導(dǎo)的肝細胞凋亡抵抗實驗,以評估化合物的保肝效果,并得到了一批低濃度下藥效比陽性更強,且高濃度下毒性更低、窗口更大的化合物。在此基礎(chǔ)上,我們總結(jié)了這些膽酸衍生物在不同藥理活性上的構(gòu)效關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了CA-E02-8等一系列兼具保肝、抗炎和降脂等多重活性的化合物,為新型NASH治療侯選物的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。最后,針對羧酸片段和環(huán)氧片段,是很多天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中常見的或潛在的官能團這一特點,并基于β-鹵代羧酸酯類化合物是一類重要的有機合成砌塊這一事實,我們開發(fā)出一種Ph_3P/I_2體系下的、以羧酸為碳源的、能實現(xiàn)環(huán)氧化合物的定向開環(huán),從而制備具有立體選擇性的β-碘代羧酸酯類化合物的新反應(yīng)。該反應(yīng)條件溫和,收率高,底物適應(yīng)性廣,在Isosteviol、Vincamine等多個復(fù)雜的天然產(chǎn)物底物上得到了實踐推廣。該反應(yīng)的發(fā)現(xiàn),不僅完善了環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng)的相關(guān)體系建設(shè),而且為部分天然產(chǎn)物的進一步結(jié)構(gòu)修飾改造和開發(fā)應(yīng)用,提供了新途徑。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海藥物研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R284
【部分圖文】：

精中量豐成分的抗腫瘤活性構(gòu)效關(guān)系研究及新型 NASH 治療先導(dǎo)物的發(fā)現(xiàn) 天名精中量豐成分的抗腫瘤構(gòu)效關(guān)系及機制研研究概述精植物概述精，又名茢甄、豕首、蝦蟆藍等，是植物天名精 C. abro的干燥全草（圖 2.1 B），屬于天名精屬（Carpesium L.））旋覆花族（Inuleae），為多年生草本植物[45, 46]。

天名精中量豐成分的抗腫瘤活性構(gòu)效關(guān)系研究及新型 NASH 治療先導(dǎo)物的發(fā)現(xiàn)由上述化學(xué)成分總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，天名精中的萜類化合物以倍半萜內(nèi)酯為，主要包括愈創(chuàng)木烷型倍半萜內(nèi)酯 1~14[55]，偽愈創(chuàng)木烷型倍半萜內(nèi)酯5~18[55, 56]，卡拉布烷型倍半萜內(nèi)酯 19-22[57, 58]，吉瑪烷型倍半萜內(nèi)酯3~27[59]，桉烷型倍半萜內(nèi)酯 28~29 等[58]。與此同時，由于這些倍半萜內(nèi)酯大多具有 α-亞甲基-γ-內(nèi)酯（αMγL）的特官能團，這使得該類化合物又容易發(fā)生二聚化。因此，很多學(xué)者還對該植物二聚體存在情況進行了深入的研究，得到了一系列結(jié)構(gòu)復(fù)雜的二聚化的倍半內(nèi)酯類化合物（圖 2.3）[60-62]。

圖 2.4 JAK-STAT 通路的細胞因子激活途徑[74]gure 2.4 Cytokine activation of the JAK-STAT path長激素）、EGF（表皮生長因子）等在內(nèi)的細酪氨酸激酶相關(guān)受體結(jié)合，后者雖然不具有氨酸激酶 JAK 的結(jié)合位點。因此配體和受被前述受體介導(dǎo)實現(xiàn)磷酸化，如上圖 2.4 所段形成結(jié)合位點，而 STAT 蛋白亦被募集到的信號傳導(dǎo)過程；

本文編號：2849163