1.吡唑衍生物雄激素受体拮抗剂的设计,合成与活性评价前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)是多发性男性癌症。欧美国家的发病率较高。其中2017年美国就预计增加163160例,其在所有男性癌症的占比为19%。前列腺癌在中国的情况稍好,但形势逐渐严峻。睾酮(Testosterone,T)是较为重要的雄激素。其产生受下丘脑内分泌系统调节。大部分的睾酮(90%)在睾丸中生成,而肾上腺分泌其余的10%。编码雄激素受体(androgen receptor,AR)的基因在X染色体内。该受体属于甾体类激素核受体,包含N端转录域(NTD),DNA结合域(DBD),配体结合域(LBD)以及跨越DBD和LBD的铰链区。这些结构总共有919个氨基酸。睾酮在前列腺中的细胞质中经5 α还原酶转化为二氢睾酮(dihydrotestosterone,DHT)。DHT与AR的结合能力比T强十倍。DHT与AR的LBD结合促进AR的磷酸化,随后AR转移到细胞核内。在细胞核内靶标基因的启动子区域内,AR作为转录因子将共激活因子汇集到雄激素应答元件上从而启动靶标基因的转录。包括前列腺特异性抗原(Prostate specific antigen,PSA)在内的这些靶标基因对细胞的生长具有重要作用。除了通过进入细胞核发挥作用外,AR还有位于细胞质的信号通路,例如AR通过作用于P13K,Src等能激活MAPK/ERK通路。此外,AR还能在没有配体结合的情况下被激活。雄激素和AR在PCa的进展息息相关。1941年,Huggins and Hodges开创性地意识到前列腺癌的雄激素相关性。因此,人们开发药物靶向于雄激素和AR来治疗PCa。目前,利用前列腺切除术或放射疗法等来治疗非转移性的PCa,而晚期转移性的PCa 主要通过多西紫杉醇和雄激素去势治疗(androgen ablation therapy,ADT),去除雄激素包括手术阉割睾丸或化学去势。化学去势通过阻止雄激素的释放合成达到降低血清雄激素水平的目的。AR拮抗剂通过竞争性与AR结合阻断雄激素受体信号通路来发挥作用。但是病人经过ADT治疗之后会进展成去势抵抗型前列腺癌(Castration-Resistant Prostate Cancer,CRPC)。目前CRPC的发展机制仍处于研究之中,通过AR转录,翻译的增强,异常剪切使AR过表达以及AR配体结合域的突变都有可能导致PCa转化为CRPC。研究表明,尽管病人恶化成CRPC,癌细胞的生长仍然依赖于AR信号通路。第二代雄激素受体拮抗剂恩杂鲁胺能治疗去势抵抗型前列腺癌。但是耐药的问题还是时有发生,但CRPC细胞的存活仍需AR信号。综上,研发新型雄激素受体拮抗剂仍然是治疗PCa的重要策略。我们课题组已合成化合物G01对前列腺癌细胞(LNCaP细胞及PC-3细胞)生长抑制活性较弱,但能抑制PSA的表达(10 下抑制率25.40%)。因此我们在G01化合物的结构基础上进行改造,将1位甲基与5位取代基对换,得到Z系列化合物,并在Z系列化合物的基础上延长吡唑与苯环的连接链得到J系列化合物。设计的化合物通过SYBLE-X 2.0的对接模块对化合物进行对接打分。对接结果显示化合物与AR的LBP 口袋结合较强。大部分化合物与蛋白的多个位置能形成氢键作用。J系列的合成以取代苯甲醛为原料,通过羟醛缩合,成吡唑环,并通过取代苯胺与氯乙酰氯反应形成酰胺,再通过亲核取代与吡唑环反应得到目标化合物,Z系列则通过上述得到的吡唑环与取代酸经过酰胺缩合得到。所得目标化合物通过氢谱(1H-nuclear Magnetic Resonance,1H-NMR)和碳谱(13C-nuclear Magnetic Resonance,13C-NMR)确证结构。利用 MTT 实验测定化合物的抗前列腺癌细胞增殖活性(LNCap细胞和PC-3细胞)。通过AR荧光素酶报告系统检测目标化合物的AR拮抗活性。结果显示大部分化合物对LNCap细胞(AR依耐性)具有显著的生长抑制作用而对PC-3细胞(AR非依耐性)抑制作用较弱,与我们设计AR拮抗剂的初衷吻合。其中J13和J14对LNCap细胞的IC50分别为13.86 μM和21.09 μM,均明显优于阳性对照药比卡鲁胺(IC50=34.96 μM),而对PC-3细胞的IC50均大于80 μM。荧光素酶报告基因转录实验显示我们所合成的化合物具有良好的AR拮抗活性,其中目标化合物J5、J6、J8、J9、J10的AR拮抗活性均比阳性药比卡鲁胺强。其中J8和J10在1 下的AR拮抗率更是分别达到49.77%和59.74%。我们得到了一系列活性良好的AR拮抗剂,并对J8和J10进行更深入的研究。未来可考虑改变不同的连接链来优化化合物的结构以期得到活性更好的AR拮抗剂。2.2,3-二酮吲哚衍生物作为抗肿瘤候选药物的合成和活性评价癌症是一个全球性的健康问题,根据卫生部公布的结果,我国人口死亡的首要因素为癌症。肿瘤的发生涉及多种信号通路的异常活化。这些信号异常激活是基于各种基因的激活(原癌基因)或失活(抑癌基因),进而细胞出现无限增殖的情况。癌症的治疗包括多种方法,例如化疗、手术及放疗等(多适用于早期癌症)。中晚期癌症需联合采用多种方法。利用药物靶向于癌症细胞增殖生存所需的各种信号通路也是治疗癌症的重要手段,如使用VEGFR抑制剂,PI3K抑制剂,AR拮抗剂等等。随着BCL2抑制剂ABT-199的上市,靶向细胞凋亡的药物将会引起越来越多的关注。我们课题组已合成的靛红衍生物对多种肿瘤细胞系具有很强的生长抑制活性。经查阅文献我们推测该系列化合物的活性可能是通过细胞凋亡起作用。我们以该类型活性最好的化合物Tii-6p为先导。具体优化为:在1位氮原子上取代其他的取代基团,包括3,4-二氯苄基和取代1,2,4-恶二唑基团。以2,3-二酮吲哚为原料,先经硝化反应后利用异戊二醇保护3位羰基,然后与3,4-二氯苄基反应,再经硝基的还原,酰胺缩合,羰基脱保护得到Ty系列。Yd系列的合成与合成Ty的前两步一样:3位羰基保护之后经硝基还原,酰胺缩合,再与取代1,2,4-恶二唑反应之后脱保护。目标化合物的结构用氢谱和碳谱确证。我们初步测定了化合物对PC-3细胞的抗增殖活性。结果显示目标化合物Ty系列能强效抑制PC-3细胞的增殖。除了Ty7外,其IC50为0.2-1.5 μM之间,均低于先导化合物 Tii-6p 的1.64 μM。其中Ty5、Ty9 和 Ty12 分别达 240 nM、210 nM 和 290 nM。而含1,2,4-恶二唑取代的化合物抗增殖活性稍弱,但其IC50范围达到2-10μM之间。总之,该类型吲哚化合物对PC-3细胞生长抑制活性较强。后续的研究应该评价其在凋亡通路上的作用效果,如利用western blot评价其诱导caspase-3激活情况及利用流失细胞术评价其对癌细胞的凋亡等。