荧光烷基磷酸胆碱类似物的合成、表征及生物活性研究

作     者：林芸 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏熠

授予年度：2021年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100701[医学-药物化学] 10[医学] 

主      题：烷基磷酸胆碱 荧光探针 诊疗试剂 抗肿瘤活性 

摘      要：烷基磷酸胆碱是一类由2-溶血磷脂酰胆碱发展而来的人工合成磷脂类药物,具有抗肿瘤、抗寄生虫、抗菌和免疫调节等多种药理作用。与大多数传统化疗药物不同的是,该类化合物不以核酸为靶点,而是靶向细胞膜干扰脂质代谢以及一些重要的信号通路如PI3K/AKT通路、MAPK/ERK通路等。小分子荧光探针由于其体积小、特异性强和灵敏度高被广泛用于生物样品分析、环境条件监测、疾病诊断、药物示踪等领域。其中,有机荧光染料具有化学稳定性好、摩尔吸收系数大和荧光量子产率高的优点,经过合理设计可以得到能特异性检测分析物或靶向生物体病灶部位进行高效生物成像的荧光探针。诊疗一体化试剂集生物活性与成像能力于一体,在疾病的早期诊断和靶向治疗方面具有广阔的应用前景。肿瘤的诊疗一体化试剂不仅可以帮助医生获得肿瘤的位置、分布和尺寸等诊断信息,还能对肿瘤进行原位治疗并监测药物在体内的分布和聚集。此外,一些小分子诊疗剂也可作为研究和揭示药物主要靶点和作用机制的重要工具。本论文基于烷基磷酸胆碱的抗肿瘤活性和有机荧光染料的荧光成像性质,设计并合成了一系列荧光烷基磷酸胆碱类似物,包括以BODIPY为荧光基团、醚键为连接基团的荧光烷基磷酸胆碱类似物I和以香豆素为荧光基团、酯键或酰胺键为连接基团的荧光烷基磷酸胆碱类似物II。随后,我们考察了所合成的荧光烷基磷酸胆碱类似物的荧光性质如最大吸收波长、最大发射波长、荧光量子产率,并研究了肿瘤细胞对BODIPY-烷基磷酸胆碱类似物Ie和香豆素-烷基磷酸胆碱类似物II-2e的摄取,结果表明这两类化合物均具有良好的荧光性质,能够快速进入肿瘤细胞进行成像,细胞内荧光强度随共孵育时长的变化说明肿瘤细胞可以呈时间依赖性地摄取化合物。此外,我们发现共孵育24 h后,化合物II-2e主要聚集于细胞核,这暗示化合物II-2e的作用靶点可能是位于细胞核内,为后续的抗肿瘤机制研究提供了方向。接下来,我们测试了所合成化合物荧光烷基磷酸胆碱类似物I、荧光烷基磷酸胆碱类似物II对多种肿瘤细胞的增殖抑制活性。结果显示先导化合物II-2e具有与母体药物相当或略优的抗肿瘤细胞增殖活性,且化合物的抗肿瘤活性受到缀合物结构中疏水烷基链长度和中间连接键的影响。在抗肿瘤机制研究中,细胞凋亡流式实验结果表明II-2e可以呈剂量依赖地诱导细胞凋亡,蛋白免疫印迹实验则表明化合物II-2e可以上调抑癌基因p53的表达,下调热休克蛋白HSP27及其客户蛋白Akt的表达。综上,本论文设计并合成了一系列新型的荧光烷基磷酸胆碱类似物,这些化合物在具有抗肿瘤细胞增殖活性的同时还能在肿瘤细胞中成像从而跟踪细胞对药物的摄取。其中,类似物II作为首类以香豆素为荧光基团的烷基磷酸胆碱类类似物,拓展了烷基磷酸胆碱类荧光探针的分子多样性。这类化合物因而有望发展成为靶向肿瘤的新一代诊疗试剂。