低氧激活偶氮苯类AGT抑制剂的合成及还原性研究

O^6-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶(AGT)是一种重要的DNA修复酶,AGT在保护正常细胞DNA不受烷化剂损伤的同时,也能够修复抗癌烷化剂对肿瘤细胞DNA的损伤,进而导致抗肿瘤药物的耐药性。设计合成了一类具有肿瘤低氧靶向性的AGT抑制剂,合成化合物能够特异性地在肿瘤低氧环境中被还原,释放AGT抑制剂——O^6-3-氨基苄基鸟嘌呤(ABG);而在常氧条件下不能被激活,不能发挥AGT抑制作用。因此,合成化合物可与氯乙基亚硝基脲等烷化剂联合用药,通过靶向性地抑制肿瘤低氧区域中AGT的活性,提高肿瘤细胞对抗癌烷化剂的敏感性。设计合成了4种以偶氮甲苯衍生物为低氧激活基团的O^6-烷基鸟嘌呤衍生物。经过体外实验模拟实体瘤中的低氧环境,确证了4种化合物均能够选择性地在低氧条件下被还原为AGT抑制剂——ABG;4种目标化合物的还原活性为:(E)-6-((3-((4-(二丙基氨基)苯基)二氮烯基)苄基)氧基)-9H-嘌呤-2-胺>(E)-6-((3-((4-(乙基氨基)苯基)二氮烯基)苄基)氧基)-9H-嘌呤-2-胺>(E)-6-((3-((4-(二乙基氨基)苯基)二氮烯基)苄基)氧基)-9H-嘌呤-2-胺>(E)-6-((3-((4-(甲基氨基)苯基)二氮烯基)苄基)氧基)-9H-嘌呤-2-胺,为开发新型靶向性抗肿瘤药物以及设计高效低毒的联合用药策略提供了新的思路。

低氧激活抗肿瘤前药的研究进展

目的综述靶向肿瘤低氧区域的低氧激活前药(hypoxia activated prodrugs,HAPs)的研究进展。方法参考近年来国内外相关文献,对HAPs的设计思路、作用机制以及几类热点的前药进行总结和分析。结果肿瘤组织普遍存在低氧区域,且肿瘤低氧区还原酶表达水平较高,HAPs到达肿瘤组织后经还原酶活化生成一种活性细胞毒素,可特异性杀死低氧区的肿瘤细胞,而不影响常氧区的正常组织。现阶段已有部分HAPs进入临床研究。结论 HAPs是目前以低氧为靶点进行的肿瘤治疗的研究热点,可弥补肿瘤细胞因低氧而耐受放、化疗的缺陷。

肿瘤低氧微环境激活前药研究进展

缺氧是在许多实体瘤中发现的低氧张力状态。作为实体瘤的标志之一,它通常与脉管系统异常有关,导致氧气和营养物质供应减少,以及药物输送受损。肿瘤的缺氧通常会引起局部异质性环境改变,其特征是氧浓度降低、pH值相对较低和活性氧水平升高。肿瘤缺氧异质性能够促进肿瘤侵袭、转移、血管生成和多重耐药蛋白的增加。这些因素降低了抗癌药物的治疗效果,因此低氧激活前药成为了抗肿瘤药物研发的一大热点。

低氧激活的抗肿瘤药物及其研究近况

肿瘤微环境的低氧特性使其对放疗和化疗产生耐受性,导致治疗难度增加。低氧激活前药是一类对正常组织无毒或毒性较低、进入肿瘤低氧微环境后即可被激活并发挥抗肿瘤活性的药物,已成为目前抗肿瘤药物研究的热点之一。综述氮氧化物、醌类、硝基化合物及金属络合物这几种低氧激活的抗肿瘤药物及其研究近况。

低氧激活型DNA烷化剂类抗肿瘤药TH-302

肿瘤组织中血管分布不同于正常组织，杂乱无序，导致其微环境散布着低氧区和常氧区。在血管相对丰富的常氧区，肿瘤细胞生成迅速，且对传统化疗极为敏感，而低氧区肿瘤细胞则处于休眠状态，对标准化疗和放疗具有抵抗性，成为肿瘤治疗的主要障碍。因此，有人提出，开发能杀灭低氧微环境肿瘤细胞的低氧激活型肮肿瘤药，并将其与能有效灭除常氧区肿瘤细胞的标准细胞毒化疗或放疗联用，也许可提高肿瘤治疗效果，降低其复发率，

低氧与肿瘤治疗

低氧是实体瘤的普遍现象,对肿瘤的增殖、凋亡、血管生成、浸润转移、能量代谢及放化疗抵抗性都具有重要的作用。本文回顾了两类针对低氧肿瘤的药物研发策略:作用于低氧诱导因子(hypoxia-inducible factors, HIFs)及其相关信号通路的分子靶向药物,以及靶向于肿瘤低氧微环境的低氧激活前药,分别列举了各个药物的设计思路和作用机制,对各种策略所面临的挑战与机遇进行了探讨。

ARNT调控低氧通路促进小鼠骨骼肌再生的实验研究

目的探索芳香烃受体核转运子(aryl hydrocarbon receptornuclear translocator,ARNT)对骨骼肌再生的调控作用,为提高老龄人口骨骼肌再生能力提供方向。方法构建小鼠骨骼肌冰冻损伤模型,观察幼龄鼠与老龄鼠、骨骼肌特异性ARNT基因敲除小鼠与野生鼠、加入低氧通路激活剂(ML228)与DMSO老龄鼠间骨骼肌再生能力差别;分析ARNT、低氧通路、肌再生因子表达含量及小鼠下肢血流差异。结果衰老导致骨骼肌再生能力减弱;敲除ARNT基因后,小鼠骨骼肌的再生能力显著下降,低氧通路因子及相关基因表达下调;ML228可使受损的骨骼肌再生能力得到恢复。结论衰老引起的ARNT含量下降抑制低氧通路是导致老龄骨骼肌再生能力降低的主要原因。低氧通路激活剂可改善受损骨骼肌的再生能力,有望成为药物重塑衰老骨骼肌再生能力的新靶点。

硝基还原酶催化硝基咪唑还原机理的密度泛函理论研究

低氧是实体肿瘤的重要特征之一,靶向肿瘤低氧的抗肿瘤药物在临床上有广泛的应用。硝基咪唑具有低氧选择特性,在常氧环境下可稳定存在但在低氧环境下可经还原酶代谢发生还原反应,因而一些将硝基咪唑作为低氧响应基团的靶向性抗肿瘤前药近年来被研发并投入临床研究。采用密度泛函理论(Density functional theory,DFT)对硝基还原酶中辅酶还原性黄素单核苷酸(Reduced flavin mononucleotide,FMNH)介导的硝基咪唑还原机理进行了研究。结果表明,还原反应的优势途径为硝基咪唑首先经过第一次1e^(-)/1H^(+)转移,再通过1分子H 2O作为质子转移通道接受来自FMNH的1e^(-)/1H^(+)生成亚硝基咪唑,后续再发生连续的4步1e^(-)/1H^(+)转移,最终生成氨基咪唑。上述结果为新型抗肿瘤低氧激活前药的研发提供了理论参考。

载亚硝基脲的多功能纳米载体的构建及其评价

氯乙基亚硝基脲(CENUs)是临床上重要的抗肿瘤烷化剂,但因其水溶性差、毒副作用高以及肿瘤细胞内高表达的O^(6)-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶介导的肿瘤细胞耐药性,降低了CENUs的抗癌效果。为了克服上述弊端,合成了一种叶酸修饰抗耐药低氧激活纳米递送系统,用于CENUs的靶向递送。终产物及各中间体的结构经1HNMR、13 CNMR、IR及HRMS确证,使用动态光散射(DLS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和透射电子显微镜(TEM)等表征纳米载体的理化性质及形貌,并利用高效液相色谱法(HPLC)测定纳米载体的包封率、载药量及其释药行为。此外,经细胞摄取、细胞毒性和划痕实验评价载药纳米载体的靶向性、低氧响应性和肿瘤细胞抑制能力。结果表明,该纳米载体具有合适的粒径、良好的安全性和优良的载药性能,可实现CENUs的靶向递送和低氧响应释放,能够有效抑制肿瘤细胞的增殖。

基于低氧微环境的小分子激活前药与HIF-1抑制剂研究进展

低氧是实体瘤普遍存在的特征,是肿瘤细胞增殖、转移、侵袭、产生放疗抗性的重要原因。因此,肿瘤缺氧被认为是肿瘤诊断与治疗的一个重要靶点。低氧激活前药可在缺氧微环境下通过电子还原靶向低氧区域的肿瘤细胞,产生并释放细胞毒性代谢产物,从而杀死肿瘤细胞。目前已报道的低氧激活前药主要包括硝基化合物、醌类、氮氧化物、金属配合物、偶氮化合物五大类。而低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)也在肿瘤细胞的低氧存活与发展中扮演重要角色,抑制HIF-1可抑制其下游基因主导的肿瘤血管生成、转移、耐药等生存发展进程。当前,已有低氧激活前药与HIF-1抑制剂正处于临床试验阶段,并表现出良好的抗肿瘤活性,并有可能在未来的肿瘤诊断与治疗中发挥重要作用。

FMNH介导偶氮苯还原机理的密度泛函理论研究

实体瘤的低氧微环境是恶性肿瘤的重要特征之一,针对肿瘤低氧的靶向化疗药物为癌症治疗带来了新策略。偶氮苯中的偶氮基团具有低氧激活的特异性,能够在常氧条件下稳定存在而在低氧条件下发生还原裂解,因此一些偶氮苯衍生物前药也因其具有肿瘤低氧靶向潜力,近年来被开发并应用于临床研究。使用密度泛函理论(DFT)对在辅酶还原型黄素单核苷酸(FMNH)作用下的偶氮苯还原机理进行了研究。结果表明,优势反应路径为偶氮苯首先经过连续的两步1e^(-)/1H^(+)转移形成1,2-二苯肼,然后依次再发生第3次1e^(-)/1H^(+)转移、氮氮裂解和第4次1e^(-)/1H^(+)转移后最终形成两分子苯胺。其中,前两步1e^(-)/1H^(+)转移需要克服最高能垒,为反应的控速步骤。这些结果为设计开发新型的肿瘤靶向性低氧激活前药提供了重要理论依据。

新型O^6-苄基鸟嘌呤衍生物的合成及其细胞毒性

以O^6-苄基鸟嘌呤(O^6-BG)为起始原料,经4步反应合成了一个新型的O^6-BG衍生物——4-硝基苄基-[6-(苄氧基)-9H-嘌呤-2]氨基甲酸酯(4),其结构经1H NMR和HR-ESI-MS表征。用CCK-8法研究了4对人脑神经胶质细胞(SF126,SF763和SF767)的细胞毒性。结果表明:在低氧环境下,4与ACUN的协同作用对SF126,SF763和SF767均有较好的抑制活性,其IC50分别为0.04 m M,0.1 m M和0.03 m M,优于阳性对照药O^6-BG。