小分子HDAC/DNMT双重抑制剂苯丙酰胺二硫化物的设计、合成及分化诱导作用研究

以具有HDAC/DNMT双重抑制作用的psammaplin A为先导化合物，保留活性必需的苯丙酰胺和二硫键片段，根据HDAC和DNMT活性位点的结构，设计并合成两类苯丙酰胺二硫化物类化合物，进行抑制HDAC和DNMT活性筛选和对白血病HL-60细胞、人乳腺癌细胞MCF-7，MDA-MB-231的生长抑制作用研究，建立结构和抗肿瘤活性之间的关系。选择代表性活性化合物，考察细胞水平对HDAC和DNMT的抑制作用和诱导HL-60分化活性，探讨HDAC/DNMT双重抑制与分化诱导之间的关系。寻找具有诱导肿瘤细胞分化作用的HDAC/DNMT双重抑制剂，为自主创制抗肿瘤新药奠定基础。

我们以具有独特结构的海洋天然产物psammaplin为先导化合物，结合HDAC的晶体结构，通过系统的结构改造，设计并合成了四大类100多个psammaplin类似物，考察了其酶水平与细胞水平活性，初步确定了该类化合物的分子水平作用机制，建立了psammaplin类化合物的构效关系。取得了一系列创新性成果：已发表中文文章2篇、获得中国发明专利授权1项、培养研究生8人；正在准备的英文文章3篇、中国发明专利1项。.化学合成方面：我们首次报道了海洋天然产物psammaplin F的全合成方法。采用汇聚式合成路线，经7步反应合成目标产物，总收率12%。此外，我们发现了通过4步反应高效合成psammaplin A的方法。相比之前报道的合成方法，此法收率较高(37%)，更有利于衍生化合成多样性分子。通过X射线衍射法对衍生物A10的绝对构型进行了表征，证明其碳氮双键为E式构型，与天然psammaplin类化合物中的构型一致。.药理活性方面：应用HDAC酶活力筛选试剂盒，以伏力诺他为阳性对照，绝大部分化合物在酶水平活性好于阳性药，IC50在纳摩尔级别。对HL-60、MCF-7、PC-3、MDA-MB-231和HeLa等多种肿瘤细胞株的生长抑制作用结果表明，合成的绝大部分化合物具有显著的生长抑制活性，IC50在0.1~10 μM之间。其中，A04、A06、C09、D10、D21、D25、D26、D31、D32等9个化合物在酶水平与细胞水平活性显著，具有深入研究价值。.作用机制方面：我们推测psammaplin类化合物为生物前体药物。其分子中的二硫键在细胞内的还原性环境中断开，释放出硫醇活性形式，从而发挥其生物活性。初步的机制研究结果表明，化合物能够在低浓度下引起乙酰化H3上调，而不影响乙酰化tubulin水平，提示该类化合物可能对HDAC存在一定的亚型选择性。化合物D25和psammaplin A能够在低浓度下引起p21与p27上调，进而引发G2/M期周期阻滞。.此外，我们发现大部分含有二硫键的psammaplin类化合物可自组装成粒径100 nm~400nm的纳米粒，这有利于提高药物的靶向传递和生物利用度等药代性质，为进一步推进奠定基础。后续工作得到自然基金面上项目资助。