吲哚喹嗪类小分子DNMT抑制剂的合成及抗肿瘤活性研究

2021-01-05 03:51胡正雄阿依江玛尔玛尔孙冉赵星宇桂琳王玉记
世界最新医学信息文摘 2020年93期
关键词:吲哚抑制剂化合物

胡正雄,阿依江·玛尔玛尔,孙冉,赵星宇,桂琳,王玉记

(首都医科大学药学院,北京 100069)

0 引言

DNA甲基化在目前研究界有着极大的的基因表达调节作用,DNMT抑制剂具备有效抑制肿瘤生长性能,获得了较好的运用效果。目前DNMT小分子抑制剂主要包括了核苷酸类DNMT抑制剂、非核苷酸类DNMT抑制剂[1]。本次研究将对分析吲哚喹嗪类小分子DNMT抑制剂的合成及抗肿瘤活性展开研究,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料。选取雄性小鼠共10只,体重均为160-190g,平均体重为(176.6±13.9)g。

1.2 方法。糖类药物是人类重要的药物之一,在先导化合物结构优化方法中,引入糖是常见的方法。利用药物化学中的拼合原理,以 3-乙酰基-4-氧代-吲哚[2,3-a]喹嗪-6-羧酸(IMQ)和 3-乙酰基-6-(乙氧羰甲基)-吲哚并[2,3-a]喹嗪(IOQ)为母核,分别与二十种天然氨基酸、氨基己酸、D-葡萄糖盐酸盐及D-葡萄糖醛酸缩合,制备了46种新型的单糖修饰的吲哚喹嗪类衍生物IMQAA和IOQ-AA(AA为二十种天然氨基酸、氨基己酸、D-葡萄糖盐酸盐及D-葡萄糖醛酸)。经核磁、质谱、红外确定结构正确,并测定了熔点、旋光等理化常数。

2 结果

对于DNMT抑制率,在化合物中以2、10、15、16、21、22以上6个化合物,分别达到8.5、9.6、16、2.7、14、1.2μM的半数抑制率(表1)。

在0.1 μmol/kg剂量下,2、12、42这3个化合物,能够诱导HCT116细胞凋亡,凋亡细胞随着这三个化合物浓度的逐渐增加同样明显增加(表2)。经试验发现以2、14、42这三个化合物,能够达到对DNMT1的活性抑制作用三个目标化合物的抗炎活性呈现剂量依赖性,在1 μmol/kg剂量下对炎症小鼠的肌酐含量、谷丙转氨酶和谷草转氨酶活力无影响。

表1 化合物对于DNMT抑制率探究

表2 化合物诱导HCT116细胞凋亡

在1 μmol/kg剂量下,IMQ-Asn、IMQ-AHA和IOQ-Gla(化合物2、14、42)在S180小鼠移植性肿瘤模型上体现了一定的抗肿瘤活性,抑瘤率分别为40.7%、35.5%和37.9%。IMQ-Asn、IMQ-AHA和IOQ-Gla(化合物2、14、42)能显著性下调荷瘤小鼠血浆中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及白细胞介素-6(IL-6)的水平,上调P53水平(表3)。三个目标化合物的抗肿瘤活性呈现剂量依赖性,在1 μmol/kg剂量下对荷瘤小鼠的各脏体比、肌酐含量、谷丙转氨酶和谷草转氨酶活力无影响。

在0.1 μmol/kg剂量下,IMQ-Asn、IMQ-AHA和IOQ-Gla(化合物2、14、42)在Lewis肺癌小鼠转移模型上体现了一定的体内抗肿瘤转移活性,发生肺部瘤节转移的小鼠数量有所下降,同时在发生肺部转移的小鼠体内,转移瘤节个数有显著性降低,并在抑制肿瘤转移的同时一定程度上抑制Lewis肿瘤的生长。IMQ-Asn、IMQ-AHA和IOQ-Gla(化合物2、14、42)均能显著性下调Lewis肺癌小鼠血清中基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的水平(表4)。

表3 化合物在S180小鼠移植性肿瘤模型中的抑瘤率

表4 化合物在Lewis肺癌小鼠转移模型中的体内抗肿瘤转移活性

3 讨论

DNA甲基化在基因中对于基因突变、表达调控、增殖分化多方面都发挥关键作用,一般情况下DNA甲基化异常,也被认为诱发肿瘤的关键要因[3]。需要经DAMT催化,其中DNMT1作为哺乳动物中的含量最高活性催化,所以对DNMT活性阻断抑制能够达到抗肿瘤活性。通过在本次研究中进行小鼠研究,以吲哚喹嗪为原料分析小分子DNMT抑制剂合成,共计有44个吲哚喹嗪类小分子DNMT化合物[4]。并运用ELISA方法基于SAH作为阳性用药,对合成吲哚喹嗪类小分子衍生物产生的DNMT1催化活性影响,结果发现18个化合物均对于DNMT1催化活性达到不同程度影响,以2、12、25、26、41、42以上6个化合物,分别达到10、9.6、16、2.7、14、1.2μM的半数抑制率,其中化合物42能够达到最佳的抑制效果。在2、12、42这3个化合物,能够诱导HCT116细胞凋亡,凋亡细胞随着这三个化合物浓度的逐渐增加同样明显增加。化合物产生的DNMT1活性催化作用影响,有关吲哚喹嗪母核及侧链,主要表现规律如下[5]:通过在吲哚喹嗪母核侧链内将吲哚环引入,能够实现抑制DNMT1活性作用最佳化;吲哚喹嗪母核侧链对苯乙基取代时,侧链取代基活性以吲哚环最显著,其次是芳基、环丙基。经本次研究MTT测试结果发现:多数化合物均可以对实验中选取的HCT116、NHK-45、A549这三个肿瘤细胞受试株的增殖产生抑制作用,并且这三种肿瘤细胞增殖影响,正相关于药物作用浓度,前两个肿瘤细胞抑制作用依赖时间,且2、42这两种化合物均能达到较强的抑制肿瘤细胞作用。以咔唑类小分子衍生物,产生的选择性肿瘤细胞抑制作用展开深入研究,发现发现吲哚喹嗪类小分子衍生物达到的抗肿瘤活性差异性,这一情况可能有关于化合物结构。

细胞周期作为细胞参与生命活动的基本过程,主要指的是以细胞分裂结束作为开始,直至下次细胞分裂结束完成。共计划分三期细胞周期,分别为G1、S、G2、M、G0期。肿瘤细胞具备的基本生物学特征,就是能够破坏细胞周期调控机制,所致肿瘤细胞产生失控、分化受阻、异常凋亡情况。多数抗肿瘤药物还能够达到在细胞周期的G1期便有效阻滞[6]。经本次研究的细胞周期实验结果证实,2、12、42这三类化合物,能够实现HCT116细胞于G1期便有效阻滞,从而阻止加倍复制DNA至S期、M期,有效实现肿瘤细胞的缓慢生长,并降低肿瘤细胞的增值活性。细胞凋亡则为了能够对内环境稳定性有效维持,由基因控制细胞自主有序死亡。细胞凋亡能够对多细胞生物的正常生长发育有效维持,并且维持细胞内环境的稳定性,以及抵御外界多因素干扰。肿瘤细胞无限生长作为肿瘤细胞凋亡所受抑制的结果,所以凋亡障碍同肿瘤的发生以及后续发展密切相关。经近年来临床研究证实,诸多抗肿瘤药物均有可能所致肿瘤细胞发生凋亡,因此实现抗肿瘤效果。本次的研究结果也证实HCT116细胞凋亡,受化合物2、12、42诱导作用,浓度增加随之增加凋亡细胞。

综上所述,在吲哚喹嗪类小分子DNMT抑制剂中共计包括44个小分子化合物,经试验发现以2、14、42这三个化合物,能够达到对DNMT1的活性抑制作用,对三种肿瘤细胞达到强抑制作用。

猜你喜欢
吲哚抑制剂化合物
替格瑞洛联合吲哚布芬在急性ST抬高型心肌梗死患者中的应用
免疫检查点抑制剂相关内分泌代谢疾病
SGLT2抑制剂对血尿酸影响的研究进展
合成稠环吲哚研究
吲哚骨架7位的羟基化研究
金属催化下吲哚7位的修饰
例析高考中的铁及其化合物
例谈氯及其化合物的学习与考查
钒及其化合物在高考中的考查
金属元素及其化合物