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新型自旋标记喹啉类拓扑异构酶I抑制剂的设计合成及其生物活性研究

批准号:
21672092
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘映前
依托单位:
学科分类:
药物化学生物学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李建银、王小红、陈海乐、成丕乐、张娜、张健、徐小山、张晓帅、陈诚

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
本项目拟以确立的3类喹啉类拓扑异构酶I (Top I )抑制剂分子骨架为修饰与结构优化目标,综合运用有机合成方法、电子等排原理、活性官能团导向设计等分子合成与优化操作,进行多样性自旋标记喹啉类 Top I 抑制剂的设计合成与结构优化研究,并结合细胞毒活性测试,分析探讨其构效关系;同时,以3-5个高活性化合物为供试药剂,开展其抗肿瘤作用机制、体内抗肿瘤活性与毒性评价以及药代动力学研究。在此基础上,进一步以 “嵌合型”自旋标记化合物作为小分子探针进行后续的化学生物学研究,检测和示踪药物分子在肿瘤组织中的代谢分布以及与靶蛋白的作用方式,为进一步详细阐明其抗肿瘤作用机制及生物合理设计新型Top I 抑制剂提供必要的理论依据。
英文摘要
In order to optimize antitumor activity of three quinoline-related chemotype of anticancer compounds, a diverse set of novel spin-labeled topoisomerase I inhibitors based on quinoline chromophore were designed, and synthesized by different protocols such as diverted total synthesis, bioisosteric replacement and privileged active scaffolds combined strategy. Cytotoxicity data from human cancer cell cultures were used to establish structure activity relationships. Simultaneously, the 3-5 representative highly active compounds were selected to investigate mechanisms of action, in vivo antitumor activity, toxicity and pharmacokinetics assay of these synthetic compounds. Furthermore, the visualization of localization and critical transport pathway inside tumor is studied by the application of chemical biology, which is useful in guiding further design of potential novel topoisomerase I inhibitors, as well as contributing to a better understanding of their mechanisms of action.
癌症是目前危害人类健康的第二大杀手,并仍呈上升态势。然而目前投放市场的多数药物在其治疗过程中常常伴随有严重的毒副作用以及多药耐药性等问题,造成治疗未能达到满意的效果或最终化疗的失败。因此,开展抗肿瘤药物创制与开发具有更为重要的现实和战略意义。本项目以寻找高效低毒、具有成药性的全新抗肿瘤喹啉类Top I 抑制剂为主要目标,综合运用有机合成方法、电子等排原理、活性官能团导向设计等分子合成与优化操作继续开展了以喜树碱类生物碱、茚并异喹啉类和苯并萘啶酮类化合物3 类分子骨架为先导的设计合成与结构优化研究,发现了以喜树碱类衍生物WCN-21、WCN-171、WCN-215、WCPT-35以及茚并异喹啉类4d和苯并萘啶酮类X-22和X-26为代表的高活性化合物10余个,其对A-549、 HepG2、HCT116、A2780、Hela、 QBC和SW1990等多种抗肿瘤细胞株表现出优异的抑制作用,且活性高于对照拓扑替康;并采用纳米技术有效改善了代表性高活性化合物WCN-21的生物利用度,大大提高其药效,降低其毒性。结合活性测试、构效分析与药效评价,进一步明晰了三类结构的构效关系及其其高活性化合物的抗肿瘤活性谱与作用机制。同时,采用基于片段的药物设计技术,启发性构筑了全新6H-苯并吡喃并[3,4-b]喹啉类化学实体,其中部分化合物对肝癌HepG2表现出较好的抗肿瘤潜力,可作为抗肝癌药物先导模型进一步后修饰与结构优化开发。基于本项目的研究结果和发现,可为开发利用喹啉类 top I 抑制剂先导骨架创制具有自主知识产权的抗肿瘤药物奠定基础,为控制日益严重的肿瘤疾病提供候选新药剂。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Biologically active quinoline and quinazoline alkaloids part I.
生物活性喹啉和喹唑啉生物碱第一部分
DOI: 10.1002/med.21466
发表时间: 2018-05
期刊: Medicinal research reviews
影响因子: 13.3
作者: [Shang XF, Morris-Natschke SL, Liu YQ, Guo X, Xu XS, Goto M, Li JC, Yang GZ, Lee KH]
通讯作者: Lee KH
DOI: 10.1080/14786419.2019.1573231
发表时间: 2019-02
期刊: Natural Product Research
影响因子: 2.2
作者: [Zilong Song;Guan-Zhou Yang;Jun-Cai Li;Ying-Qian Liu;Cheng‐Jie Yang;M. Goto;Zhi-Jun Zhang;S. Morris-Nat]
通讯作者: Zilong Song;Guan-Zhou Yang;Jun-Cai Li;Ying-Qian Liu;Cheng‐Jie Yang;M. Goto;Zhi-Jun Zhang;S. Morris-Nat
DOI: --
发表时间: --
期刊: Medicinal Research Reviews
影响因子:
作者: [Junmin Zhang, Susan L. Morris‐Natschke, Di Ma, Xiao‐Fei Shang, Chen‐Jie Yang, Ying‐Qian Liu, Kuo‐Hsiung Lee]
通讯作者: Kuo‐Hsiung Lee
Design, semisynthesis and potent cytotoxic activity of novel 10-fluorocamptothecin derivatives.
新型10-氟喜树碱衍生物的设计、半合成和有效细胞毒活性
DOI: 10.1016/j.bmcl.2017.09.012
发表时间: 2017-10-15
期刊: Bioorganic & medicinal chemistry letters
影响因子: 2.7
作者: [Yang CJ, Song ZL, Goto M, Hsu PL, Zhang XS, Yang QR, Liu YQ, Wang MJ, Morris-Natschke SL, Shang XF, Lee KH]
通讯作者: Lee KH
共 9 条
    基于苄基异喹啉生源砌块导向的结构多样性生物碱衍生物库的构建、杀菌构效关系研究及其重要先导化合物发现
    • 批准号:
      22377045
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      刘映前
    • 依托单位:
    融合多层次化学结构特征进行天然源白叶藤碱类生物碱全新杀菌化学实体的设计合成与结构优化研究
    • 批准号:
      22177043
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      刘映前
    • 依托单位:
    源于天然源奎宁类生物碱的全新杀菌化学实体的设计合成与结构优化研究
    • 批准号:
      21877056
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      67.5万元
    • 批准年份:
      2018
    • 负责人:
      刘映前
    • 依托单位:
    基于结构多样性合成策略进行喜树碱类生物碱的结构优化及其杀虫活性研究
    • 批准号:
      31371975
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      80.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      刘映前
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金