综合化学实验:Fascaplysin类生物碱的命名、合成及表征

介绍了一个综合化学实验——Fascaplysin类生物碱的命名、合成及表征。实验内容涉及并环有机化合物的命名、合成、分离与纯化及结构表征。通过该综合化学实验的教学实施,引导学生能结合科学前沿特别是I2/DMSO组合试剂体系介导下芳基甲酮作为起始原料合成天然产物,从而实现有机化学合成实验的绿色化,加深对并环化合物的认识,激发学生独立思考和创新意识,有利于新工科背景下应用型人才的培养。

Fascaplysin抑制ICR小鼠体内S180移植瘤的分子机制初探

目的研究fascaplysin对ICR小鼠S180移植瘤生长的体内抑制作用,并初步探讨fascaplysin在体内抑瘤的分子机制。方法皮下注射技术建立荷S180骨肉瘤的ICR小鼠为实体瘤动物模型,然后将其分为4组:即空白对照组(注射生理盐水)、阳性对照组[CTX,30mg/(kg.d)]、fascaplysin高剂量组[20mg/(kg.d)]和fascaplysin低剂量组[5mg/(kg.d)],处理10天后,利用电镜分析各组小鼠移植瘤细胞的变化,应用免疫组化技术检测相应组织PCNA、CD31表达情况。结果电镜结果显示肿瘤组织细胞出现凋亡现象。PCNA结果发现,fascaplysin治疗组与空白对照组相比差异极显著(P<0.01),高、低剂量组之间差异显著(P<0.05),具有一定程度的剂量-效应依赖性。MVD结果:与空白对照组相比,fascaplysin各剂量组肿瘤组织内MVD均明显减少(P<0.01)。结论 Fascaplysin治疗能诱导肿瘤细胞凋亡,减少肿瘤组织PCNA的表达,降低肿瘤的增殖活性。减少肿瘤组织微血管的密度,抑制肿瘤血管的新生。提示fascaplysin在体内具有良好的抗肿瘤作用。

Fascaplysin对ICR小鼠S180移植瘤的抑制作用及体内安全性的初步观察

目的:研究Fascaplysin对ICR小鼠移植性骨肉瘤S180瘤体的体内抑制作用。方法:急性毒性实验采用LD50数据处理程序1.01版计算LD50。皮下注射技术建立荷S180骨肉瘤的ICR小鼠动物模型,并随机分为空白对照组(注射生理盐水)、阳性对照组(CTX,30 mg.kg-1.d-1)、Fascaplysin高剂量组(20 mg.kg-1.d-1)和Fascaplysin低剂量组(5 mg.kg-1.d-1)共4组,观察相应处理10 d后各组小鼠移植瘤生长状况(抑瘤率)及瘤组织病理学形态变化。结果:阳性对照组、Fascaplysin高剂量组和Fascaplysin低剂量组的抑瘤率分别为(53±9)%、(52±10)%和(30±12)%;给药期间Fascaplysin对ICR小鼠肝、肾组织未产生明显的病理性影响,而对ICR小鼠体内S180移植瘤组织的病理性影响较为明显。结论:一定剂量的Fascaplysin对ICR小鼠S180移植性骨肉瘤生长具有较好的抑制作用,是一个有潜力的抗癌药物。

海洋活性物质Fascaplysin及衍生物的化学合成与构效关系研究进展

海洋活性物质Fascaplysin是从海绵中发现的一种具有抑制肿瘤细胞增殖的吲哚生物碱类化合物。对细胞周期蛋白依赖性激酶CDKs尤其是CDK4/D1具有特异性抑制,同时Fascaplysin因其平面芳香稠环结构对DNA有嵌入作用,能够改变DNA的构象从而阻止DNA的复制。本文主要阐述Fascaplysin与CDKs作用的机制,以及Fascaplysin的毒副作用,进而探讨副作用小的Fascaplysin衍生物的合成方向。

Fascaplysin sensitizes cells to TRAIL-induced apoptosis through upregulating DR5 expression

This study investigated the molecular mechanism of anti-tumor effect of fascaplysin, a nitrogenous red pigment firstly isolated from a marine sponge. Microarray analysis show that the TNF and TNF receptor superfamily in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and human hepatocarcinoma cells (BEL-7402) were significantly regulated by fascaplysin. Western Blot results reveal that fascaplysin increased the expression of cleaved caspase-9, active caspase-3, and decreased the level of procaspase-8 and Bid. Flow cytometry and cytotoxicity tests indicate that fascaplysin sensitized cells to tumor necrosis-related apoptosis-inducing ligand-(TRAIL) induced apoptosis, which was markedly blocked by TRAIL R2/Fc chimera, a dominant negative form of TRAIL receptor DR5. Therefore, our results demonstrate that fascaplysin promotes apoptosis through the activation of TRAIL signaling pathway by upregulating DR5 expression.

Fascaplysin通过诱导细胞凋亡抑制HeLa细胞体外增殖

观察fascaplysin对人宫颈癌HeLa细胞体外增殖的抑制作用及其分子机制。MTT法显示fascaplysin对HeLa细胞体外增殖有显著的抑制作用,其IC50为1.79μmol·L-1;流式细胞周期检测显示,fascaplysin未能诱导HeLa细胞发生G1期阻滞,但出现浓度依赖性的sub-G1期峰;Annexin V/PI染色证实fascaplysin能诱导HeLa细胞发生凋亡,且以早期凋亡为主;Western blotting分析显示,fascaplysin能下调CDK4和cyclin D1的蛋白表达,并引起CDK4/cyclinD1特异性pRb位点Ser795的蛋白磷酸化水平下降;caspase-3、-9活性检测以及Western blotting结果证明,fascaplysin能显著增加活性caspase-3、-9的水平,下调pro-caspase-8的蛋白表达,使Bid表达减少,促进胞浆中细胞色素c释放增多,同时还能下调Bcl-2的蛋白表达。研究结果表明,fascaplysin虽然抑制了CDK4/cyclin D1复合物的活性,但并未能使HeLa细胞阻滞于G1期。该化合物对HeLa细胞体外增殖的抑制作用是通过剂量依赖性地诱导细胞凋亡实现的,其机制可能与激活caspase-8前体的活性,Bid切割为tBid数量的增加,抑凋亡因子Bcl-2表达的下调,胞浆中细胞色素c含量的增多,以及活性caspase-3、-9水平的增加有关。

海洋活性生物碱fascaplysin对肝癌细胞BeL-7402代谢物的影响

目的考察海洋生物活性碱fascaplysin对肝癌细胞Bel-7402代谢物的影响。方法利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱,采用电喷雾电离源分别在正负离子模式下,对通过fascaplysin处理4、12和24 h的Bel-7402的乙腈提取物进行分析,并通过SIMCA-P软件进行主成分分析和正交偏最小二乘法辨别分析。结果12 h后fascaplysin处理组能够与对照组在PCA得分图上完全区分开,24 h后两组处理则显著分开。分析fascaplysin作用Bel-7402细胞后的潜在代谢标志物,发现主要为磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、鞘磷脂、脂肪酰胺、植物鞘氨醇、二氢神经鞘氨醇、二甲基鞘氨醇、N-Palmitoyl Taurine和N-oleoylTaurine。结论鞘磷脂的下调以及磷脂酰胆碱、植物鞘氨醇、二氢神经鞘氨醇、二甲基鞘氨醇的上调表明胞内鞘磷脂途径被激活可能是fascaplysin引起细胞凋亡的一种作用机制。

基于分子电性距离矢量的CDK4抑制剂Fascaplysin定量构效关系研究

海洋生物的多样性、活性物质结构的新颖性以及海洋环境的独特性使得海洋生物成为天然抗肿瘤活性物质的重要来源之一。以分子电性距离矢量(MEDV-13)为结构描述子,应用基于预测的变量筛选(VMSP)方法,对44种海洋Fascaplysin类CDK4抑制剂的活性作用数据进行模拟分析,获得一个6变量的定量结构—活性关系(QSAR)模型,而且对样本内部使用LOO(Leave-One-Out)验证方法、外部通过测试集对模型进行了验证。模型相关系数r=0.923 9,LOO交互检验相关系数q=0.878 9,显示模型具有良好的估计能力和对外部样本的预测能力。随后,计算了模型最优子集各变量对生物活性的碎片贡献率,结果显示,影响抑制剂活性的主要分子结构单元为=C-(或-C-)、>C-、>N-、-O-以及二联苯中苯环的位置,苯环在对位时对活性有利。研究亮点:发展小分子CDK4抑制剂是当前癌症治疗的新研究领域。首次使用QSAR方法对44种海洋Fascaplysin类化合物的生物活性与其分子结构之间的定量关系进行研究,且对模型进行了内部验证和外部验证,计算了基团对活性的贡献大小。

非平面fascaplysin类似物的设计、合成及抗肿瘤活性研究

目的:基于fascaplysin的结构设计非平面fascaplysin类似物,并对其进行体外活性筛选。方法:本文基于fascaplysin结构通过断键开环思路设计了两类非平面fascaplysin类似物,采用经典的Pictet-Spengler反应,通过环合、酰化合成了四氢β-咔啉类目标化合物,采用异氰酸酯法合成了吲哚类目标化合物,并进行了细胞增殖抑制、细胞周期、凋亡实验。结果:目标化合物对肿瘤细胞增殖抑制活性最好为b5(5μmol·L^(-1)<IC_(50)<30μmol·L^(-1))。PI染色法检测细胞周期实验表明fascaplysin及b5呈现S期阻滞,a9,b3使A549细胞呈现G1期阻滞。AnnexinV/PI双染凋亡细胞检测表明化合物a9,b3及b5对A-549均产生凋亡诱导,b5诱导能力最强。结论:非平面fascaplysin类似物能够有效抑制肿瘤细胞增殖,对正常细胞的毒性较对照品有所降低,为进一步研究提供理论依据。

海洋天然活性产物Fascap lysin的研究进展

Fascap lysin是从海绵中发现的一种海洋天然活性产物,具有抗肿瘤、抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗疟疾、抑制胆碱酯酶等多种生物活性。近年来,Fascaplysin被发现能选择性抑制抗肿瘤靶标——细胞周期蛋白依赖性激酶4,因而备受关注。综述Fascaplysin的抗肿瘤机制、全合成及结构改造的研究进展。