10-氨基酸酯高喜樹堿的體內(nèi)抗腫瘤活性研究

王逢春，游 亮，繆震元

(基礎(chǔ)研究)

10-氨基酸酯高喜樹堿的體內(nèi)抗腫瘤活性研究

王逢春，游 亮，繆震元

目的 喜樹堿(Camptothecin，CPT)的A環(huán)和B環(huán)引入合適的基團(tuán)可改善其活性和水溶性。設(shè)計(jì)合成10位氨基酸酯高喜樹堿(Homocamptothecin，hCPT)化合物YL-03和YL-05，增強(qiáng)其水溶性，并進(jìn)行體內(nèi)抗腫瘤活性評(píng)價(jià)。 方法 取生長(zhǎng)良好的A549實(shí)體瘤，小鼠右腋皮下接種，隨機(jī)分為9組，每組6只小鼠。接種后17日腹腔注射給藥1次，每4天測(cè)量所得腫瘤體積和稱量小鼠體重。接種后35 d處死動(dòng)物。結(jié)論化合物YL-03和YL-05可顯著抑制裸鼠人肺癌A549移植瘤的生長(zhǎng)，在腹腔注射給藥劑量為25 mg/kg和12.5 mg/kg時(shí)相對(duì)腫瘤增殖率［T/C(%)］分別達(dá)到59.81%和55.79%，并且化合物YL-03無(wú)論低劑量和高劑量時(shí)均體現(xiàn)出較低的毒性。結(jié)果2個(gè)化合物均體現(xiàn)出優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照藥伊立替康的體內(nèi)抗腫瘤活性。

高喜樹堿;氨基酸酯;抗腫瘤

0 引 言

自hCPT于1997年首次公開報(bào)道以來(lái)，已成為Topo I抑制劑研究的熱點(diǎn)方向［1－4］。hCPT與CPT的根本區(qū)別僅在于E環(huán)由六元環(huán)變成了七元環(huán)，它們具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)相似性。CPT構(gòu)效關(guān)系研究表明:A環(huán)和B環(huán)是CPT最值得修飾的部位，通過(guò)引入合適的基團(tuán)可以增強(qiáng)活性和改善水溶性，如在10位引入鹵素、氨基、羥基、烷基及氰基等會(huì)提高該類化合物的活性［5－7］;A環(huán)或B環(huán)也是提高CPT類化合物水溶性所修飾的部位。目前上市以及處于臨床研究的化合物全都是通過(guò)在A環(huán)或B環(huán)引入親水基團(tuán)來(lái)改善水溶性，如拓?fù)涮婵抵械亩装被⒁亮⑻婵抵械?0位4-(1-吡啶基)-1-吡啶基團(tuán)［9－10］。在前期研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了hCPT的A環(huán)10位引入氨基酸酯基以期增強(qiáng)其水溶性和抗腫瘤活性。體外抗腫瘤活性研究表明多個(gè)化合物優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照藥，部分化合物在濃度100μg/ml時(shí)的抑制率甚至達(dá)到了100%［11］。為進(jìn)一步評(píng)價(jià)其抗腫瘤活性，我們選擇體外活性較好的化合物YL-03和YL-05進(jìn)行了裸鼠人移植腫瘤A549的體內(nèi)抗腫瘤活性研究。

圖1 CPT和hCPT的化學(xué)結(jié)構(gòu)Figure 1 Chemical structures of Camptothecin and Homocamptothecin

1 材料與方法

取生長(zhǎng)良好的A549實(shí)體瘤，無(wú)菌條件下切割成2～3mm大小的均勻小塊，用套管針每只小鼠右腋皮下接種一塊，隨機(jī)分為空白對(duì)照組，伊立替康給藥組，YL-03給藥6.25mg/kg低劑量組、12.5 mg/kg中劑量組、25mg/kg高劑量組和YL-05給藥6.25mg/kg低劑量組、12.5 mg/kg中劑量組、25 mg/kg高劑量組，每組6只健康雄性ICR小鼠。接種后17日腹腔注射給藥1次，給藥體積為0.5 ml/20 g體重，空白對(duì)照組給予等滲鹽水，陽(yáng)性對(duì)照組給予伊立替康50 mg/kg，其余給予實(shí)驗(yàn)藥物，每4天用電子數(shù)顯卡尺測(cè)瘤塊的長(zhǎng)徑(a)、短徑(b)，并稱量小鼠體重。腫瘤體積(tumor volume，TV)計(jì)算公式為:TV=1/2×a×b2，相對(duì)腫瘤體積(relative tumor volume，RTV)計(jì)算公式為: RTV=Vt/Vo，Vo為分籠時(shí)(即d0)測(cè)量所得腫瘤體積，Vt為每次測(cè)量時(shí)的腫瘤體積?？鼓[瘤活性的評(píng)價(jià)指標(biāo)為T/C(%)，T/C(%)=TRTV/CRTV× 100%，其中TRTV表示的是治療組小鼠的相對(duì)腫瘤體積，CRTV表示的是對(duì)照組小鼠的相對(duì)腫瘤體積。接種后35d處死動(dòng)物［12－13］。

2 結(jié) 果

2.1 化合物YL-03和YL-05對(duì)人體肺癌A549裸鼠移植瘤的療效 從表1可見(jiàn)，與對(duì)照組比較，不同劑量的化合物YL-03和YL-05均對(duì)人肺癌細(xì)胞A549裸鼠移植瘤有明顯的抑制作用?；衔颵L-03在給藥劑量為25mg/kg時(shí)的T/C(%)為59.81%，而陽(yáng)性對(duì)照藥伊立替康給藥劑量為50 mg/kg時(shí)T/C(%)僅為50.03%?；衔颵L-05也表現(xiàn)出較強(qiáng)的體內(nèi)抑瘤作用，在較低給藥劑量6.25 mg/kg和12.5 mg/kg時(shí)其T/C(%)分別達(dá)到了50.15%和56.26%。

2.2 化合物YL-03和YL-05對(duì)裸鼠體重的影響從表2可以看出，化合物YL-03相比陽(yáng)性藥和化合物YL-05毒性較小，給藥后裸鼠體重幾乎沒(méi)有變化，而陽(yáng)性對(duì)照藥給藥后體重下降較大。化合物YL-05在高劑量時(shí)毒性較大，裸鼠體重下降明顯，隨著劑量的減少，毒性也顯著下降，當(dāng)劑量為3.125 mg/kg時(shí)裸鼠體重下降較小。

表1 化合物YL-03、YL-05對(duì)人體肺癌A549裸鼠移植瘤的體內(nèi)療效(相對(duì)腫瘤體積)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對(duì)裸鼠體重的影響(n=6)Table 2 Body weight of the nude mice after treated with YL-03 and YL-05(n=6)

3 討 論

CPT是從中國(guó)特有的植物喜樹中提取的一種生物堿，因其獨(dú)特的選擇性DNA的TopoⅠ抑制作用，使其成為抗腫瘤藥物研究的重點(diǎn)方向。迄今為止，國(guó)際上批準(zhǔn)上市用于臨床的TopoⅠ抑制劑已有3個(gè)上市藥，而國(guó)內(nèi)的10-羥基CPT長(zhǎng)期用于臨床，也取得了不錯(cuò)的效果，并且一大批高活性CPT類化合物處于各期臨床研究中。

hCPT盡管與CPT只是內(nèi)酯環(huán)上的差別，卻顯示了CPT無(wú)法比擬的優(yōu)越性，成為近年來(lái)CPT研究的熱點(diǎn)方向，BN80915已完成Ⅱ期臨床，BN80927等具有新藥開發(fā)價(jià)值的hCPT化合物也處于Ⅰ期臨床階段。目前，文獻(xiàn)報(bào)道的hCPT全合成方法及構(gòu)效關(guān)系方法的研究較少。

我們課題組在前期研究中已成功開發(fā)出一條全新的hCPT全合成路線，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)研究。前期研究結(jié)果表明hCPT的10位可以作為一個(gè)重要的修飾位點(diǎn)，引入取代基團(tuán)增強(qiáng)活性、改善水溶性。我們通過(guò)引入氨基酸酯后得到了一系列10位氨基酸酯取代的hCPT類化合物，體外抗腫瘤活性篩選發(fā)現(xiàn)多個(gè)化合物具有顯著地活性，為進(jìn)一步研究其抗腫瘤活性，我們選擇化合物YL-03和YL-05進(jìn)行裸鼠體內(nèi)腫瘤增殖抑制試驗(yàn)。從裸鼠體內(nèi)活性研究發(fā)現(xiàn)，我們合成的2個(gè)化合物YL-03和YL-05均具有明顯的量效關(guān)系，隨著劑量的增大，腫瘤生長(zhǎng)抑制作用明顯提高，特別是在高劑量組時(shí)2個(gè)化合物的T/C(%)均高于陽(yáng)性對(duì)照。其中化合物YL-03和YL-05在腹腔注射給藥劑量為25 mg/kg和12.5 mg/kg時(shí)，可顯著抑制裸鼠人肺癌A549移植瘤的生長(zhǎng)，T/C(%)分別達(dá)到59.81%和55.79%，值得注意的是化合物的給藥劑量只有陽(yáng)性藥1/2或1/4，并且化合物YL-03無(wú)論低劑量和高劑量時(shí)均體現(xiàn)出較低的毒性，值得進(jìn)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，北京軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)務(wù)部［王逢春(醫(yī)學(xué)博士)］;100037北京，海軍總醫(yī)院藥劑科(游 亮);200433上海，第二軍醫(yī)大學(xué)藥物化學(xué)教研室(繆震元)

繆震元，E－mail:miaozhenyuan@hotmail.com

2012-05-28;

2012-06-19)

(責(zé)任編輯:繆 琴;英文編輯:羅永合)