長(zhǎng)期以來(lái),天然產(chǎn)物因其新穎的骨架類(lèi)型,獨(dú)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(zhǎng)河中,中草藥也為中華民族的繁衍生息做出了重要貢獻(xiàn)。加深加快藥用植物資源的開(kāi)發(fā),不僅有利于臨床需求的滿(mǎn)足,而且有助于弘揚(yáng)中華傳統(tǒng)文化。但是,在天然產(chǎn)物的實(shí)際應(yīng)用中,卻存在著起效機(jī)制不清、水溶性差、活性不強(qiáng)、衍生化不易等缺陷,嚴(yán)重制約了這些資源的使用與發(fā)展。因此,本論文嘗試通過(guò)三個(gè)于天然產(chǎn)物應(yīng)用相關(guān)的課題,來(lái)反映我們對(duì)這些問(wèn)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(jī)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(lèi)歷史悠久的常見(jiàn)中草藥,具有消腫止痛、清熱解毒等藥理活性。但是,此類(lèi)植物中有效成分的抗腫瘤活性構(gòu)效關(guān)系、具體作用機(jī)制則未見(jiàn)報(bào)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(duì)象,進(jìn)行了抗腫瘤有效成分的化學(xué)研究和機(jī)制探索。首先,我們通過(guò)提取分離,獲得了6種含量豐富的天然產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)初步的藥理學(xué)評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo);在此基礎(chǔ)上,通過(guò)不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的衍生物庫(kù)的制備,獲得了7大類(lèi)共140余個(gè)衍生物,并總結(jié)了構(gòu)效關(guān)系,得到了70多個(gè)體外活性增強(qiáng)的化合物,相比于原型化合物,活性增強(qiáng)了2~8倍。整體來(lái)看,大部分酯類(lèi)、苯磺酸酯類(lèi)、氨基甲酸酯類(lèi)衍生物活性有所提高,而酰胺類(lèi)及醚類(lèi)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(gè)較好的胺基前藥改造位點(diǎn),可以同時(shí)起到提高活性和改善水溶性的作用。隨后,我們通過(guò)制備探針、蛋白質(zhì)質(zhì)譜等手段對(duì)藥理機(jī)制進(jìn)行了探索,首次報(bào)道了此類(lèi)化合物能夠共價(jià)結(jié)合JAK2蛋白上的非ATP結(jié)合口袋位點(diǎn)——452位半胱氨酸殘基;同時(shí)作為變構(gòu)抑制劑,影響了JAK2蛋白的三維結(jié)構(gòu),進(jìn)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(jìn)行了進(jìn)一步的體內(nèi)藥效學(xué)評(píng)價(jià),結(jié)果表明,這些化合物能實(shí)現(xiàn)42~50%的抑瘤率,同時(shí)安全性較好,值得進(jìn)一步研究。近年來(lái),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(yán)重威脅到了人們的健康,但截至目前,FDA則未批準(zhǔn)任何藥物用于NASH的治療。因此,開(kāi)發(fā)新型的NASH治療藥物,不僅具有深遠(yuǎn)的臨床使用價(jià)值,而且還有廣闊的市場(chǎng)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(shuō),并嘗試以天然產(chǎn)物膽酸為基礎(chǔ),進(jìn)行兼具多重活性的膽酸類(lèi)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(guò)結(jié)構(gòu)修飾,獲得了不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的膽酸衍生物共7大類(lèi)230余個(gè),并對(duì)他們進(jìn)行了多重藥理活性的評(píng)價(jià)。在降脂活性評(píng)價(jià)方面,我們進(jìn)行了DiI-LDL吞噬實(shí)驗(yàn)篩選,并發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)修飾和改造,可以有效提高膽酸類(lèi)衍生物的降脂活性,有近60個(gè)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(gè)衍生物具有較強(qiáng)的降脂活性(噬率大于1.3);在抗炎活性評(píng)價(jià)方面,我們得到了28個(gè)NO生成抑制活性強(qiáng)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(jìn)行了TGR5激動(dòng)活性測(cè)試,得到了20余個(gè)活性強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照藥INT-777的膽酸衍生物,其中CA-E11-8等多個(gè)化合物較之陽(yáng)性對(duì)照,其EC_(50)提高了15倍以上,達(dá)到了低于10 nM的水平;隨后,我們還對(duì)部分化合物進(jìn)行了LCA誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡抵抗實(shí)驗(yàn),以評(píng)估化合物的保肝效果,并得到了一批低濃度下藥效比陽(yáng)性更強(qiáng),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(duì)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(jiàn)的或潛在的官能團(tuán)這一特點(diǎn),并基于β-鹵代羧酸酯類(lèi)化合物是一類(lèi)重要的有機(jī)合成砌塊這一事實(shí),我們開(kāi)發(fā)出一種Ph_3P/I_2體系下的、以羧酸為碳源的、能實(shí)現(xiàn)環(huán)氧化合物的定向開(kāi)環(huán),從而制備具有立體選擇性的β-碘代羧酸酯類(lèi)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(gè)復(fù)雜的天然產(chǎn)物底物上得到了實(shí)踐推廣。該反應(yīng)的發(fā)現(xiàn),不僅完善了環(huán)氧化合物開(kāi)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(jìn)一步結(jié)構(gòu)修飾改造和開(kāi)發(fā)應(yīng)用,提供了新途徑。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：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(jī)制研研究概述精植物概述精，又名茢甄、豕首、蝦蟆藍(lán)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(lèi)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(shí)，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(tuán)，這使得該類(lèi)化合物又容易發(fā)生二聚化。因此，很多學(xué)者還對(duì)該植物二聚體存在情況進(jìn)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(lèi)化合物（圖 2.3）[60-62]。

圖 2.4 JAK-STAT 通路的細(xì)胞因子激活途徑[74]gure 2.4 Cytokine activation of the JAK-STAT path長(zhǎng)激素）、EGF（表皮生長(zhǎng)因子）等在內(nèi)的細(xì)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(diǎn)。因此配體和受被前述受體介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)磷酸化，如上圖 2.4 所段形成結(jié)合位點(diǎn)，而 STAT 蛋白亦被募集到的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程；

本文編號(hào)：2849163