武漢大學(xué)楊志剛課題組通過(guò)五步衍生化反應(yīng)，對(duì)鹽霉素C-20位進(jìn)行了衍生化改造，合成了一系列C-20硫脲衍生產(chǎn)物，并對(duì)其進(jìn)行了抗腫瘤活性以及機(jī)制方面的研究。結(jié)果表明，部分化合物相較于陽(yáng)性對(duì)照藥物五氟尿嘧啶具有更好的生物活性。相關(guān)機(jī)制研究表明，這類衍生物能夠促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，阻滯細(xì)胞周期于G1期，并經(jīng)由提升凋亡蛋白Caspase-9的表達(dá)水平，加速細(xì)胞晚期凋亡進(jìn)程。 鹽霉素是從白色鏈霉菌中提取得到的一種聚醚類抗生素，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、真菌、病原蟲、球蟲等具有顯著的抑制作用。研究表明，鹽霉素對(duì)各類腫瘤細(xì)胞都有較好的抑制活性，并且能特異性抑制腫瘤干細(xì)胞，具有良好的應(yīng)用前景。然而，細(xì)胞毒性、耐藥性問(wèn)題以及生物利用度較低限制了鹽霉素的應(yīng)用前景。 為了解決這一問(wèn)題，楊志剛課題組對(duì)鹽霉素的C-20位羥基進(jìn)行了衍生化改造，期望能夠改善其藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。首先使用三甲基硅基乙基保護(hù)鹽霉素的羧基，然后通過(guò)Mitsunobu反應(yīng)將鹽霉素的C-20位羥基轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)型翻轉(zhuǎn)的疊氮基團(tuán)，再將疊氮基團(tuán)還原為氨基，并與二硫化碳作用得到異硫氰酯，異硫氰酯可以與各種胺反應(yīng)得到硫脲化合物。通過(guò)此方式一共合成了共21種鹽霉素硫脲衍生物，并對(duì)其進(jìn)行了生物活性研究。
圖1 鹽霉素衍生物的合成 Reagents and conditions: (a) TMS(CH2)2OH, TCFH, DMAP, CH2Cl2, 0 oC to rt, 12 h, 95%; (b) DIAD, PPh3, DPPA, THF, rt, 12 h, 71%; (c) PPh3, THF, rt, 4 h, then H2O, rt, 12 h, 79%; (d) Et3N, CS2, THF, rt, 12 h, then TosCl, rt, 8 h, 84%; (e) amine, THF, rt, 24 h, then TBAF, THF, rt, Na2CO3 (aq), 12 h, 32─67%. 圖2 部分生物測(cè)試結(jié)果。圖A：化合物9f對(duì)A549細(xì)胞核形態(tài)的影響；圖B：化合物9f對(duì)A549細(xì)胞凋亡的影響。 結(jié)果顯示，相較于陽(yáng)性對(duì)照藥物順鉑，大部分衍生物都有更高的癌細(xì)胞抑制活性以及更低的細(xì)胞毒性，這表明衍生化改造策略是成功的。隨后該課題組又選擇了綜合活性最好的化合物9f進(jìn)行相關(guān)機(jī)制方面的研究。結(jié)果顯示，化合物9f能夠促進(jìn)人肺癌細(xì)胞A549內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，并導(dǎo)致細(xì)胞核形態(tài)的改變；此外，9f還能引發(fā)A549細(xì)胞的晚期凋亡，并導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯于G1期。Western Blot研究表明，化合物9f可能是通過(guò)促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白Caspase-9表達(dá)來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡的。 綜上所述，該衍生化合成策略展現(xiàn)出顯著的應(yīng)用潛力，有效緩解了鹽霉素的細(xì)胞毒性問(wèn)題。該課題組將持續(xù)推進(jìn)鹽霉素衍生物的相關(guān)研究，并深入探索其作用機(jī)理，期待能為學(xué)界帶來(lái)更多有價(jià)值的研究成果。 論文信息 Effective Synthesis of C20-Epi-Isothiocyanato-Salinomycin and its Thiourea Derivatives as Potential Anticancer Agents Rui Jiang, Xin Zhang, Na Li, Yuyin Mao, Huan Chen, Zhouming Deng, Wentao Wang, Zhong-Xing Jiang, Liying Xu, Zhigang Yang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202402483
