專利名稱：基于α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬生物醫(yī)藥技術領域，涉及一種基于α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥 物。
背景技術：
腫瘤是嚴重威脅人類健康的重大疾病，其特征是不受調(diào)控的快速細胞 增生。導致腫瘤發(fā)生的因素很多，其中能量代謝相關酶，尤其是一些三羧酸循環(huán) (tricarboxylic acid (TCA) cycle))酶的突變可以導致腫瘤的發(fā)生。有研究報道了 人三羧酸循環(huán)酶 succinatedehydrogenase (SDH)的突變導至文 phaeochromocytoma andparaganglioma(Baysal et al. ,2000 ；Eng et al. ,2003).繼而又有研究 艮道了延 胡索酸脫氫酶(fumarate hydratase (FH))的突變或表達下調(diào)可以導致gastric and colorectal carcinoma 的發(fā)生(Frederiksen et al. ,2003 ；Habano et al.,2003)o2003年，有研究提出假設，SDH與Hl的突變或表達下調(diào)導致代謝尤其是三羧酸 循環(huán)的下調(diào)，因而導致大量氧自由基的產(chǎn)生。高濃度氧自由基的存在導致脯氨酸羥基化酶 (Proly hdroxylase，PHD)的失活，進而導致缺氧誘導因子的(Hypoxia inducible factor, HIF)降解速度的降低。HIFla蛋白因此累積，促進了腫瘤的發(fā)生(Eng etal. 2003)。后續(xù)的 研究發(fā)現(xiàn)促使HIFla上升到因素還包括SDH與Hl的突變導致其底物延胡索酸與丁二酸的 累計，而延胡索酸與丁二酸又是脯氨酸羥基化酶的底物酮戊二酸的競爭性抑制物，所以升 高的延胡索酸與丁二酸濃度直接導致脯氨酸羥基化酶的活力降低，因而導致缺氧誘導因子 的濃度升高。2008年及2009年，通過大規(guī)模測序發(fā)現(xiàn)在繼發(fā)性的神經(jīng)膠質(zhì)瘤中參與合成α酮 戊二酸的的兩種異檸檬酸脫氫酶(isocitratedehydrogenase，IDH)，IDHl與IDH2發(fā)生了 突變，突變的氨基酸為 IDHl 的 Argl32 及 IDH2 的 Argl99 (Williams Parsons, et al，2008， Yan et al，2009)。但是異檸檬酸脫氫酶1與異檸檬酸脫氫酶2突變對于腫瘤細胞的生理 意義尚無明確機理?，F(xiàn)有技術公開了人體內(nèi)合成α酮戊二酸主要由三種異檸檬酸脫氫酶以及谷氨酸 脫氫酶來完成。在線粒體內(nèi)，a酮戊二酸主要由IDH2與IDH3來合成；在細胞質(zhì)內(nèi)，α酮戊 二酸的合成則主要由異檸檬酸脫氫酶1以及谷氨酸脫氫酶來完成。線粒體與細胞質(zhì)的α 酮戊二酸通過特定的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)實現(xiàn)相互補充。由于脯氨酸羥化酶主要在細胞質(zhì)內(nèi)發(fā)生作 用，所以細胞質(zhì)內(nèi)的α酮戊二酸的濃度對于脯氨酸羥化酶活性具有重要影響，因而細胞質(zhì) 內(nèi)的α酮戊二酸的濃度直接可以影響到缺氧誘導因子的穩(wěn)定性，進而影響到腫瘤的發(fā)生。最近有關對于神經(jīng)膠質(zhì)瘤中異檸檬酸脫氫酶1與異檸檬酸脫氫酶2突變的研究表 明，這兩種基因中的一種或兩種突變可以導致異檸檬酸脫氫酶1與異檸檬酸脫氫酶2的顯 性抑制(dominant negativeinhibition)，從而引起細胞內(nèi)異檸檬酸脫氫酶活力的顯著降 低，進而降低細胞內(nèi)的α酮戊二酸的濃度，促進HIFla的上升(zhao et al，2009)。與本發(fā)明相關的文獻有
3
(I)Baysal, B. E. , et al. ,2000, Science, Vol. 287, p. 848.(2)Eng, C. , Kiuru,M. , Fernandez, Μ. J. , and Aaltonen, L. Α. ,2003, "A role for mitochondrial enzymes in inheritedneoplasia and beyond, "Nat. Rev.Cancer,Vol. 3, pp. 193-202.(3) Frederiksen, C. Μ. , Knudsen, S. , Laurberg, S. , Orntoft, T. F. , 2003, J. Cancer Res. Clin. Oncol.，Vol. 129，p. 263.(4)Habano, W. , et al. ,2003, Oncol. Rep. , Vol. 10, p. 1375.(5)D. Williams Parsons, et al, An Integrated GenomicAnalysis of Human Glioblastoma Multiforme, Science Oct 8,2008(6) Yan et al, New Eng. J. of Med. Feb 19,2009(7)Zhao et al, Science 2009

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物，尤其涉及 基于α酮戊二酸及其衍生物的治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的抗腫瘤藥物。本發(fā)明的抗腫瘤藥物是基于體外引入細胞可吸收的α酮戊二酸及其衍生物的化 學小分子抗腫瘤藥物。所述的衍生物包括其各種酯類衍生物、酰胺類衍生物、醚類衍生物；本發(fā)明的抗腫瘤藥物還包括其α酮戊二酸化學結(jié)構(gòu)類似物及其衍生物。所述的α酮戊二酸化學結(jié)構(gòu)類似物及其衍生物，包括對于α酮戊二酸所作的單 個或多個原子的置換，衍生物包括其各種酯類衍生物、酰胺類衍生物、醚類衍生物，本發(fā)明經(jīng)體外實驗，結(jié)果表明，神經(jīng)膠質(zhì)瘤中異檸檬酸脫氫酶的突變導致酶活力 的丟失，細胞內(nèi)能夠生成的α酮戊二酸顯著減少，進而導致能夠誘發(fā)腫瘤及促進腫瘤生長 的厭氧誘導因子水平顯著上升。而通過外源補充可吸收的α酮戊二酸則可以逆轉(zhuǎn)這個現(xiàn) 象。因此，可吸收的α酮戊二酸類化合物能夠治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤。本發(fā)明的抗腫瘤藥物還可以用于除神經(jīng)膠質(zhì)瘤外地胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、 胃癌、大腸癌、結(jié)腸癌及黑色素瘤臨床治療。


圖1是突變率最高的R132H突變酶具有最低的酶活力。圖2是異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶抑制野生型異檸檬酸脫氫酶1的活力。圖3是異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶降低細胞內(nèi)α酮戊二酸的濃度。圖4是異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶可以提高缺氧誘導因子的穩(wěn)定性并提高穩(wěn) 定狀態(tài)缺氧誘導因子的濃度。圖5是在具有R132H突變的神經(jīng)膠質(zhì)瘤病人樣品中，厭氧誘導因子濃度顯著上升。圖6是膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)加入可滲透的辛酯化的α酮戊二酸，厭氧誘導因子濃度明顯 下降。
具體實施例方式實施例1本發(fā)明對繼發(fā)性人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)異檸檬酸脫氫酶1突變進行實驗觀察，實驗 結(jié)果顯示，所有的突變都導致異檸檬酸脫氫酶1活性的顯著降低；將R132H突變的酶在細 胞內(nèi)表達，結(jié)果顯示，異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶可以抑制野生型異檸檬酸脫氫酶1的 活力；將R132H突變的酶在細胞內(nèi)表達，結(jié)果顯示，異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶可以降 低細胞內(nèi)α酮戊二酸的濃度；將R132H突變的酶在細胞內(nèi)表達，結(jié)果顯示，異檸檬酸脫氫 酶1R132H突變酶能提高缺氧誘導因子的穩(wěn)定性并提高穩(wěn)定狀態(tài)缺氧誘導因子的濃度；在 具有R132H突變的神經(jīng)膠質(zhì)瘤病人樣品中觀察到顯著上升的厭氧誘導因子濃度；向因為表 達R132H突變而導致缺氧誘導因子升高的的膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)加入可滲透的辛酯化的α酮戊 二酸，結(jié)果顯示，厭氧誘導因子濃度明顯下降。結(jié)果表明，神經(jīng)膠質(zhì)瘤中異檸檬酸脫氫酶的突變導致酶活力的丟失，細胞內(nèi)能夠 生成的α酮戊二酸顯著減少，進而導致能夠誘發(fā)腫瘤及促進腫瘤生長的厭氧誘導因子水 平顯著上升。而通過外源補充可吸收的α酮戊二酸則可以逆轉(zhuǎn)這個現(xiàn)象。因此，可吸收的 α酮戊二酸類化合物能夠治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤。
權(quán)利要求
基于α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物，其特征在于，所述的抗腫瘤藥物是基于體外引入細胞可吸收的α酮戊二酸及其衍生物的化學小分子抗腫瘤藥物。
2.按權(quán)利要求1所述的抗腫瘤藥物，其特征在于，所述的α酮戊二酸衍生物為其各種 酯類衍生物、酰胺類衍生物或醚類衍生物。
3.按權(quán)利要求1所述的抗腫瘤藥物，其特征在于，所述的抗腫瘤藥物基于α酮戊二酸 化學結(jié)構(gòu)類似物及其衍生物。
4.按權(quán)利要求3所述的抗腫瘤藥物，其特征在于，所述的α酮戊二酸包括對于α酮戊 二酸所作的單個或多個原子的置換；所述的α衍生物包括其各種酯類衍生物、酰胺類衍生 物、醚類衍生物。
5.權(quán)利要求1所述的抗腫瘤藥物在制備治療胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、胃癌、大腸 癌、結(jié)腸癌及黑色素瘤藥物中的應用。
全文摘要
本發(fā)明屬生物醫(yī)藥技術領域，涉及一種基于α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物。所述衍生物包括其各種酯類衍生物、酰胺類衍生物、醚類衍生物；其α酮戊二酸化學結(jié)構(gòu)類似物及其衍生物。經(jīng)體外實驗，結(jié)果表明，神經(jīng)膠質(zhì)瘤中異檸檬酸脫氫酶的突變導致酶活力的丟失，細胞內(nèi)能夠生成的α酮戊二酸顯著減少，能夠誘發(fā)腫瘤及促進腫瘤生長的厭氧誘導因子水平顯著上升，而通過外源補充可吸收的α酮戊二酸則可以逆轉(zhuǎn)這個現(xiàn)象。因此，可吸收的α酮戊二酸類化合物能夠治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤。還用于胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、胃癌、大腸癌、結(jié)腸癌及黑色素瘤治療。
文檔編號A61K31/225GK101884631SQ20091005107
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者熊躍, 管坤良, 趙世民 申請人:復旦大學