喹哚啉衍生物的生物活性檢測(cè).pdf

1、喹哚啉(Quindoline)類是目前研究較為廣泛的一類生物堿化合物,具有多種生物活性,在抗癌、抗菌、抗病毒等領(lǐng)域都有其身影。近年來(lái),以天然來(lái)源的生物堿作為母體結(jié)構(gòu)進(jìn)行官能團(tuán)修飾改造的研究方興未艾。本研究中對(duì)喹哚啉生物堿進(jìn)行了硼酸修飾,且發(fā)現(xiàn)修飾前后表現(xiàn)出較大的活性差異。喹哚啉類生物堿具有很好的抗腫瘤活性,但經(jīng)過(guò)硼酸修飾后,細(xì)胞毒性顯著下降,且具有抗病毒活性。本論文為研究化合物的構(gòu)效關(guān)系提供了新的判據(jù)。
　　本論文分別利用肺癌細(xì)胞

2、系(A549,H1299)和結(jié)腸癌細(xì)胞系(HCT116, HT29)對(duì)60例喹哚啉類生物堿及其硼酸化修飾物進(jìn)行了細(xì)胞毒活性檢測(cè),并測(cè)得相對(duì)應(yīng)的IC50值,很大一部分在各細(xì)胞株上表現(xiàn)出較好的細(xì)胞毒活性,且結(jié)腸癌細(xì)胞株相比肺癌細(xì)胞株對(duì)該系列化合物更為敏感。其中活性最好的為I-3化合物,在三株細(xì)胞株上(HCT116、A549和H1299)都體現(xiàn)了同細(xì)胞株中最低的IC50值,分別為0.21μM,0.35μM和0.39μM;而另一種結(jié)腸癌細(xì)胞系H

3、T29上作用最強(qiáng)的是C-1’化合物,IC50值為0.27μM,該化合物在另三種細(xì)胞株中的細(xì)胞毒活性表現(xiàn)也很突出,均在1μM左右。在細(xì)胞毒活性測(cè)試中,我們發(fā)現(xiàn)化合物的活性與其結(jié)構(gòu)有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,主要表現(xiàn)在:大部分經(jīng)過(guò)硼酸修飾的化合物都較其母體化合物的細(xì)胞毒活性有不同程度的降低,并且經(jīng)過(guò)間位苯硼酸修飾后的細(xì)胞毒活性比對(duì)位苯硼酸的更低。
　　為了深入探索喹哚啉衍生物的構(gòu)效關(guān)系,本論文利用喹哚啉類生物堿具有熒光的特性,采用流式細(xì)胞儀和激

4、光共聚焦顯微鏡,研究了藥物在細(xì)胞內(nèi)的定位情況。發(fā)現(xiàn)不同官能團(tuán)修飾的化合物,在細(xì)胞體內(nèi)的定位差異明顯,具體表現(xiàn)為:帶有硼酸基團(tuán)修飾的化合物,難以進(jìn)入細(xì)胞核,主要定位于細(xì)胞膜表面及細(xì)胞質(zhì)內(nèi);而沒(méi)有經(jīng)過(guò)硼酸修飾的化合物,在細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜及細(xì)胞核中都有定位,說(shuō)明化合物進(jìn)入胞漿及核內(nèi)均未受到阻礙。前者的細(xì)胞毒活性作用相對(duì)較弱,例如A系列化合物的代表化合物A3(對(duì)照化合物)、A3A(對(duì)位苯硼酸修飾)及A3B(間位苯硼酸修飾)作用于A549肺癌細(xì)胞系

5、上48h時(shí)的IC50值分別為7.42μM,8.96μM和9.02μM;作用于HT29結(jié)腸癌細(xì)胞系上48h時(shí)的IC50值分別為4.71μM,5.64μM和9.70μM,上述數(shù)據(jù)均與共聚焦觀測(cè)結(jié)果相吻合。另外,大部分該系列化合物在硼酸修飾時(shí)是以苯硼酸的方式連接,為了證明是硼酸基團(tuán)且只有硼酸基團(tuán)起到降低細(xì)胞毒活性的作用,而非苯環(huán)的作用,在C組化合物中還設(shè)計(jì)了一組只連接了苯環(huán)未連接硼酸基的化合物,這四例過(guò)渡化合物所表現(xiàn)的細(xì)胞毒活性及細(xì)胞內(nèi)定位均

6、與相應(yīng)的未連接苯硼酸的對(duì)照化合物相似,甚至毒性更高,以此說(shuō)明了硼酸修飾對(duì)這系列化合物在改變其生物活性上的重要性。
　　結(jié)合激光共聚焦和流式細(xì)胞儀的觀測(cè)結(jié)果,據(jù)此推測(cè),此喹哚啉類生物堿殺傷癌細(xì)胞的主要作用機(jī)制是:進(jìn)入細(xì)胞核,與DNA結(jié)合產(chǎn)生抑制癌細(xì)胞增殖的作用;而硼酸基團(tuán)的引入,增加了化合物的極性,難以通過(guò)細(xì)胞膜的磷脂雙分子層,從而降低了進(jìn)入細(xì)胞核的可能,進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞毒活性的減弱。
　　此外,本論文還研究了 A3系列化合物在硼

7、酸修飾前后的體外抗病毒活性。通過(guò)對(duì)A549細(xì)胞株中抗流感病毒活性的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)硼酸修飾后的化合物主要定位于細(xì)胞膜表面或者細(xì)胞質(zhì),并且化合物作用于流感病毒后,主要定位于細(xì)胞質(zhì),很少進(jìn)入細(xì)胞核。并且,硼酸修飾的化合物能顯著降低病毒感染細(xì)胞上清中的滴度。我們推測(cè)硼酸基團(tuán)可能對(duì)細(xì)胞形成了包裹或者直接作用病毒胞膜,從而影響了病毒進(jìn)入細(xì)胞核的過(guò)程。
　　本論文通過(guò)多種癌細(xì)胞系,全面的評(píng)價(jià)了喹哚啉類生物堿及其修飾改造化合物的細(xì)胞毒活性,并且利用