10-氨基酸酯高喜树碱的体内抗肿瘤活性研究

王逢春，游 亮，缪震元

(基础研究)

10-氨基酸酯高喜树碱的体内抗肿瘤活性研究

王逢春，游 亮，缪震元

目的 喜树碱(Camptothecin，CPT)的A环和B环引入合适的基团可改善其活性和水溶性。设计合成10位氨基酸酯高喜树碱(Homocamptothecin，hCPT)化合物YL-03和YL-05，增强其水溶性，并进行体内抗肿瘤活性评价。 方法 取生长良好的A549实体瘤，小鼠右腋皮下接种，随机分为9组，每组6只小鼠。接种后17日腹腔注射给药1次，每4天测量所得肿瘤体积和称量小鼠体重。接种后35 d处死动物。结论化合物YL-03和YL-05可显著抑制裸鼠人肺癌A549移植瘤的生长，在腹腔注射给药剂量为25 mg/kg和12.5 mg/kg时相对肿瘤增殖率［T/C(%)］分别达到59.81%和55.79%，并且化合物YL-03无论低剂量和高剂量时均体现出较低的毒性。结果2个化合物均体现出优于阳性对照药伊立替康的体内抗肿瘤活性。

高喜树碱;氨基酸酯;抗肿瘤

0 引 言

自hCPT于1997年首次公开报道以来，已成为Topo I抑制剂研究的热点方向［1－4］。hCPT与CPT的根本区别仅在于E环由六元环变成了七元环，它们具有很强的结构相似性。CPT构效关系研究表明:A环和B环是CPT最值得修饰的部位，通过引入合适的基团可以增强活性和改善水溶性，如在10位引入卤素、氨基、羟基、烷基及氰基等会提高该类化合物的活性［5－7］;A环或B环也是提高CPT类化合物水溶性所修饰的部位。目前上市以及处于临床研究的化合物全都是通过在A环或B环引入亲水基团来改善水溶性，如拓扑替康中的二甲氨基、伊立替康中的10位4-(1-吡啶基)-1-吡啶基团［9－10］。在前期研究中，我们设计合成了hCPT的A环10位引入氨基酸酯基以期增强其水溶性和抗肿瘤活性。体外抗肿瘤活性研究表明多个化合物优于阳性对照药，部分化合物在浓度100μg/ml时的抑制率甚至达到了100%［11］。为进一步评价其抗肿瘤活性，我们选择体外活性较好的化合物YL-03和YL-05进行了裸鼠人移植肿瘤A549的体内抗肿瘤活性研究。

图1 CPT和hCPT的化学结构Figure 1 Chemical structures of Camptothecin and Homocamptothecin

1 材料与方法

取生长良好的A549实体瘤，无菌条件下切割成2～3mm大小的均匀小块，用套管针每只小鼠右腋皮下接种一块，随机分为空白对照组，伊立替康给药组，YL-03给药6.25mg/kg低剂量组、12.5 mg/kg中剂量组、25mg/kg高剂量组和YL-05给药6.25mg/kg低剂量组、12.5 mg/kg中剂量组、25 mg/kg高剂量组，每组6只健康雄性ICR小鼠。接种后17日腹腔注射给药1次，给药体积为0.5 ml/20 g体重，空白对照组给予等渗盐水，阳性对照组给予伊立替康50 mg/kg，其余给予实验药物，每4天用电子数显卡尺测瘤块的长径(a)、短径(b)，并称量小鼠体重。肿瘤体积(tumor volume，TV)计算公式为:TV=1/2×a×b2，相对肿瘤体积(relative tumor volume，RTV)计算公式为: RTV=Vt/Vo，Vo为分笼时(即d0)测量所得肿瘤体积，Vt为每次测量时的肿瘤体积。抗肿瘤活性的评价指标为T/C(%)，T/C(%)=TRTV/CRTV× 100%，其中TRTV表示的是治疗组小鼠的相对肿瘤体积，CRTV表示的是对照组小鼠的相对肿瘤体积。接种后35d处死动物［12－13］。

2 结 果

2.1 化合物YL-03和YL-05对人体肺癌A549裸鼠移植瘤的疗效 从表1可见，与对照组比较，不同剂量的化合物YL-03和YL-05均对人肺癌细胞A549裸鼠移植瘤有明显的抑制作用。化合物YL-03在给药剂量为25mg/kg时的T/C(%)为59.81%，而阳性对照药伊立替康给药剂量为50 mg/kg时T/C(%)仅为50.03%。化合物YL-05也表现出较强的体内抑瘤作用，在较低给药剂量6.25 mg/kg和12.5 mg/kg时其T/C(%)分别达到了50.15%和56.26%。

2.2 化合物YL-03和YL-05对裸鼠体重的影响从表2可以看出，化合物YL-03相比阳性药和化合物YL-05毒性较小，给药后裸鼠体重几乎没有变化，而阳性对照药给药后体重下降较大。化合物YL-05在高剂量时毒性较大，裸鼠体重下降明显，随着剂量的减少，毒性也显著下降，当剂量为3.125 mg/kg时裸鼠体重下降较小。

表1 化合物YL-03、YL-05对人体肺癌A549裸鼠移植瘤的体内疗效(相对肿瘤体积)Table 1 In vivo antitumor activity of YL-03 and YL-05 by relative tumor volume(RTV)

表2 化合物YL-03、YL-05对裸鼠体重的影响(n=6)Table 2 Body weight of the nude mice after treated with YL-03 and YL-05(n=6)

3 讨 论

CPT是从中国特有的植物喜树中提取的一种生物碱，因其独特的选择性DNA的TopoⅠ抑制作用，使其成为抗肿瘤药物研究的重点方向。迄今为止，国际上批准上市用于临床的TopoⅠ抑制剂已有3个上市药，而国内的10-羟基CPT长期用于临床，也取得了不错的效果，并且一大批高活性CPT类化合物处于各期临床研究中。

hCPT尽管与CPT只是内酯环上的差别，却显示了CPT无法比拟的优越性，成为近年来CPT研究的热点方向，BN80915已完成Ⅱ期临床，BN80927等具有新药开发价值的hCPT化合物也处于Ⅰ期临床阶段。目前，文献报道的hCPT全合成方法及构效关系方法的研究较少。

我们课题组在前期研究中已成功开发出一条全新的hCPT全合成路线，在此基础上进行了系统研究。前期研究结果表明hCPT的10位可以作为一个重要的修饰位点，引入取代基团增强活性、改善水溶性。我们通过引入氨基酸酯后得到了一系列10位氨基酸酯取代的hCPT类化合物，体外抗肿瘤活性筛选发现多个化合物具有显著地活性，为进一步研究其抗肿瘤活性，我们选择化合物YL-03和YL-05进行裸鼠体内肿瘤增殖抑制试验。从裸鼠体内活性研究发现，我们合成的2个化合物YL-03和YL-05均具有明显的量效关系，随着剂量的增大，肿瘤生长抑制作用明显提高，特别是在高剂量组时2个化合物的T/C(%)均高于阳性对照。其中化合物YL-03和YL-05在腹腔注射给药剂量为25 mg/kg和12.5 mg/kg时，可显著抑制裸鼠人肺癌A549移植瘤的生长，T/C(%)分别达到59.81%和55.79%，值得注意的是化合物的给药剂量只有阳性药1/2或1/4，并且化合物YL-03无论低剂量和高剂量时均体现出较低的毒性，值得进行深入研究。

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In vivo antitumor activity of 10-amino acids ester homocamptothecin analogues

WANG Feng-chun1，YOU Liang2，MIAO Zhen-yuan3
(1.Department of Medicinal Affairs，General Hospital of Beijing Military Area Command of PLA，Beijing100700，China;2.Department of Pharmacy，General Hospital of Navy Army，Beijing100037，China;3.Department of Medicinal Chemistry，The Second Military Medical University，Shanghai200433，China)

Objective The purpose of this study was to design and synthesize 10-amino acids ester homocamptothecin analogues YL-03 and YL-05，increase their water solubility and evaluate their in vivo antitumor activity. Methods A549 lung cancer cell suspensions were implanted subcutaneously into the right axilla region of mice.At 17 days after treatment，the animals were randomized into 9 groups with 6 in each，and administered by ip injection once，the tumor volumes and body weights of the animals measured every 4 days.At 35 days，the mice were sacrificed and the tumors removed. Results The compounds YL-03 and YL-05 suppressed the tumor growth by 59.81%at the dose of 25 mg/kg and 55.79%at 12.5 mg/kg，and they exhibited a low toxicity either at a low or a high dose. Conclusion Both YL-03 and YL-05 exhibited a higher antitumor activity in vivo than IRT.

Homocamptothecin;Amino acid ester;Antitumor

R979.1

A

1008-8199(2012)08-0798-03

100700北京，北京军区总医院医务部［王逢春(医学博士)］;100037北京，海军总医院药剂科(游 亮);200433上海，第二军医大学药物化学教研室(缪震元)

缪震元，E－mail:miaozhenyuan@hotmail.com

2012-05-28;

2012-06-19)

(责任编辑:缪 琴;英文编辑:罗永合)