一種熊果酸-糖酵解抑制劑dca偶聯(lián)物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熊果酸衍生物及其應(yīng)用，具體說是一種熊果酸及其衍生物二氯乙 ?；笮纬傻囊活愋碌囊环N兼具抗腫瘤細(xì)胞凋亡和代謝雙重靶向功能的熊果酸衍生物及 其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然產(chǎn)物以其結(jié)構(gòu)多樣化且低毒性的作用優(yōu)勢而日益成為抗癌新藥的重要來源。 已有的研宄表明目前70%的抗癌藥物源于天然資源。因此從天然植物中提取活性成分作 為先導(dǎo)物是設(shè)計合成新型抗癌藥物的重要方法。熊果酸（UrsolicAcid，簡稱UA)，CAS號： 77-52-1，是一種天然來源的α-香樹脂醇型五環(huán)三萜類化合物。據(jù)不完全統(tǒng)計，在自然界 中的34科108種植物中都能夠分離得到UA，其主要分布在女貞子、山楂、車前草、連翹等藥 用的植物中。藥理學(xué)實驗研宄表明：熊果酸具有1)可抑制惡性腫瘤細(xì)胞增殖；2)誘導(dǎo)腫瘤 細(xì)胞分化和凋亡；3)對多種致癌、促癌物有抵抗作用；4)抗腫瘤血管生成；5)具有增強(qiáng)免 疫功能等多樣化的抗性。另一方面，熊果酸對多種物質(zhì)引發(fā)的肝損傷都有很好的保護(hù)作用， 能顯著而迅速降低體內(nèi)丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST)的水平，恢 復(fù)肝功能，并可以預(yù)防肝纖維化，從而能夠克服常規(guī)化療藥對肝損傷較大、毒性大的局限， 在治療的同時也可以起到良好的護(hù)肝效果，副作用小，毒性低。盡管熊果酸擁有上述多種優(yōu) 點，但其仍存在水溶性差，生物利用度低等不足，從而限制了其在臨床方面的進(jìn)一步應(yīng)用。
[0003] 靶向糖代謝異常的腫瘤細(xì)胞并減輕對正常組織的損傷是目前治療腫瘤的有效策 略。區(qū)別于正常細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞即使在有氧條件下，也主要通過糖酵解方式分解葡萄糖獲 能，且腫瘤的惡性程度越高，糖酵解特征就越明顯。利用糖酵解抑制劑等阻斷糖酵解的進(jìn) 行，從而使得腫瘤細(xì)胞因能量供應(yīng)缺乏而死亡，但正常細(xì)胞不受影響。糖酵解抑制劑二氯 乙酸鹽（DCA)作為一種廉價的用于治療的新陳代謝紊亂的藥物可以殺死多種瘤細(xì)胞，對腫 瘤的生長有一定抑制效果。DCA發(fā)揮抗腫瘤作用主要通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞氧化磷酸化、誘 導(dǎo)凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞生長。細(xì)胞的能量主要來自糖代謝，葡萄糖在體內(nèi)氧化分解的途徑 包括糖酵解和氧化磷酸化。細(xì)胞活性和能量狀態(tài)密切相關(guān)，由于惡性腫瘤生長迅速，常 常出現(xiàn)葡萄糖攝取量增高、糖酵解增加和乳酸堆積現(xiàn)象。1970年，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)DCA能促 進(jìn)細(xì)胞葡萄糖氧化。而2007年加拿大Bonnet等發(fā)現(xiàn)DCA作為線粒體丙酮酸脫氫酶激酶 (pyruvatedehydrogenase kinase，F(xiàn)1DK)的抑制劑，能夠抑制人乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌和膠 質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞株的生長。其作用機(jī)制主要為：DCA能通過抑制PDK去磷酸化激活丙 酮酸脫氫酶（PDH)，從而產(chǎn)生大量的乙酰CoA，乙酰CoA進(jìn)人線粒體后啟動檸檬酸循環(huán)，促 進(jìn)葡萄糖的氧化磷酸化，在這一過程中釋放大量的活性氧簇（reactiveoxygenspecies， R0S)和細(xì)胞色素 c，再加上線粒體膜去極化、膜電位降低，從而激活了線粒體介導(dǎo)的凋亡通 路。同時還發(fā)現(xiàn)DCA能降低細(xì)胞內(nèi)CA濃度、抑制活化T細(xì)胞核因子，NFAT)及增加延遲整 流鉀通道KvL 5的表達(dá)（促進(jìn)外流）從而進(jìn)一步促進(jìn)凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞生長。Sun的 實驗再次證實了 DCA能促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞氧化磷酸化、顯著增加凋亡蛋白酶caspase - 3和 caspase - 7的活性，從而促進(jìn)凋亡，在體內(nèi)外均能抑制轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞生長，具有抗 腫瘤細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)凋亡的特性。大部分研宄發(fā)現(xiàn)DCA在體外能增加某些藥物的細(xì)胞毒作 用、減少腫瘤細(xì)胞耐藥。
[0004] 研宄表明，DCA -般口服給藥就可以達(dá)100%的生物利用率。在動物及人類身上的 研宄顯示DCA本身對正常細(xì)胞的毒性基本可以忽略，臨床上DCA的毒副作用發(fā)生率并不高， 在40多年的應(yīng)用歷史中，有報道顯示患者可能在服用一定劑量的DCA后出現(xiàn)疼痛、麻木、疲 倦等外周神經(jīng)癥狀，但這些癥狀的發(fā)生率并不高，而且這些外周神經(jīng)癥狀可能與患者的年 齡和基礎(chǔ)疾病相關(guān)，并且這些癥狀大多數(shù)是可逆的，停藥后即自行消失，并不造成不可逆的 器質(zhì)性損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明涉及一種熊果酸衍生物及其應(yīng)用，具體說是一種熊果酸和糖酵解抑制劑 DCA偶聯(lián)后形成的一類新的一種兼具抗腫瘤細(xì)胞凋亡和代謝雙重靶向功能的熊果酸衍生物 及其應(yīng)用。通過生物利用度好的DCA與水溶性差的熊果酸進(jìn)行共價偶聯(lián)，從而改善化合物 的理化性質(zhì)，以解決熊果酸體內(nèi)生物利用度低的問題，進(jìn)一步利用二者抗癌作用機(jī)制的不 同，以期獲得安全可靠的、兼具抗腫瘤細(xì)胞凋亡和代謝雙重靶向功能的新型抗腫瘤候選藥 物。
[0006] 如式（I)、（II)、（III)所示的熊果酸衍生物

以及上述熊果酸衍生物在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
[0007] 合成技術(shù)路線見圖1。
[0008] 其中為了簡寫，用DCA-UA表示式（III)化合物，DCA-UP表示式（I)化合物，DCA-UH 表示式（Π )化合物。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點在于對天然來源廣泛的熊果酸進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，得到二氯乙?；囊?系列衍生化合物。該類化合物的在水溶性和在有機(jī)溶劑中的溶解性等理化性質(zhì)方面較UA 相比，均有所提高。體外細(xì)胞增殖抑制實驗表明，DCA-UP和DCA-UH對腫瘤細(xì)胞株的增殖抑 制作用優(yōu)于熊果酸。同時，該類化合物能明顯降低細(xì)胞中乳酸和ATP的含量。故該類衍生 物是兼具抗腫瘤細(xì)胞凋亡和代謝雙重靶向功能的新型抗腫瘤候選藥物。
【附圖說明】
[0010] 圖1.熊果酸二氯乙酰類衍生物化學(xué)合成路線； 圖2. DCA-UA紅外光譜圖； 圖3. DCA-UP紅外光譜圖； 圖4. DCA-UH紅外光譜圖； 圖5.熊果酸體外細(xì)胞增殖抑制實驗結(jié)果（MTT); 圖6 DCA-UA體外細(xì)胞增殖抑制實驗結(jié)果（MTT); 圖7 DCA-UP體外細(xì)胞增殖抑制實驗結(jié)果（MTT); 圖8 DCA-UH體外細(xì)胞增殖抑制實驗結(jié)果（MTT); 圖9.熊果酸二氯乙酰類衍生物溶解性測試； 圖10.熊果酸二氯乙酰類衍生物對腫瘤細(xì)胞內(nèi)乳酸生成的影響； 圖11.熊果酸二氯乙酰類衍生物對腫瘤細(xì)胞內(nèi)ATP含量的變化。
【具體實施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的 技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0012] 實施例1:DCA-UA的合成 室溫下，0.5 g UA溶于20 mL lv/lv吡啶：二氯甲烷混合溶液，加入0.1 eq DMAP，在 磁力攪拌條件下，向前述溶液中緩慢滴加108 μ L二氯乙酰氯，滴加完成后繼續(xù)攪拌 8-10h。反應(yīng)完全后，減壓蒸除二氯甲烷。向反應(yīng)瓶中加入100 mL水析出產(chǎn)物，抽濾，用500 mL水洗濾餅至中性，真空干燥，柱層析得DCA-UA. 性狀：白色粉末；產(chǎn)率：70. 51% IR數(shù)據(jù)：見2 HRMS :理論值：565. 2857 m/z 實際值：565. 2860 m/z 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.97 (d，J = 2.9 Hz, 1H)，5. 26 (d，J = 2. 2 Hz, 1H), 4.67 (dd, J = 20. 3, 18.0 Hz, 1H), 2.40 - 2.15 (m, 1H), 2.09 - 1.84 (m, 4H), 1.74 (s, 6H), 1.62 - 1.23 (m, 10H), 1.20 - 0.68 (m, 24H), 0.03 (d, J = 2. 9 Hz, 1H). 實施例2:DCA-UP的合成 室溫下，0.5 g DCA-UA溶于20 mL二氯甲烷，在磁力攪拌條件下，向前述溶液中緩慢滴 加0.6mL草酰氯，滴加完成后繼續(xù)攪拌8-10h。反應(yīng)完全后，減壓蒸除氣體和溶劑。磁力 攪拌下，將前述產(chǎn)物溶于20 mL二氯甲烷，并緩慢的向溶有0.4 g哌嗪和100 μ L三乙胺的 20 mL二氯甲烷溶液中滴加。滴加完成后，繼續(xù)攪拌12h。反應(yīng)完全后，向反應(yīng)瓶中補(bǔ)充加 入20 mL二氯甲烷，用50 mL IN HCl溶液萃取反應(yīng)體系2-4次，直至pH為3-4,分液收集 有機(jī)層