G-四链体靶向的新型天然端粒酶抑制剂发现及抗肿瘤作用机制研究

针对新靶点的抗癌药物研究是肿瘤治疗的发展方向。以抑制端粒酶活性为目标的肿瘤基因治疗，极有望成为最安全、最有效的治疗肿瘤的理想途径。以G-四链体为靶点的端粒酶抑制剂的筛选是目前抗癌药物研究的热点之一。本课题以基于NMR的G-四链体的筛选方法，结合细胞水平的活性筛选，选择既具有较强的与G-四链体结合作用又具有较强的抗肿瘤作用、且化学成分结构类型不同的药材作为研究对象，通过活性追踪与现代色谱技术结合的方法，从马尾连等4种植物中快速发现对G-四链体有较强结合作用的化合物，并对其进行抗肿瘤活性评价及对端粒酶抑制和肿瘤细胞凋亡作用机制研究，阐明G-四链体结合作用与抗肿瘤细胞增殖、端粒酶抑制、肿瘤细胞凋亡诱导作用的相关性，发现新型的端粒酶抑制剂。为抗肿瘤先导化合物的发现奠定坚实的物质基础，为高效低毒的创新药物设计提供依据，亦可为从天然药物中快速发现抗肿瘤新药提供一条科学有效的新路。

针对新靶点的抗癌药物研究是肿瘤治疗的发展方向。以G-四链体为靶点的端粒酶抑制剂的筛选，有望成为安全、有效的抗癌药物研究的理想途径。本课题以基于NMR的G-四链体配体的筛选方法，结合细胞水平的活性筛选，选择既具有较强的与G-四链体结合作用又具有较强的抗肿瘤作用、且化学成分结构类型不同的药用植物作为研究对象，从9种植物中快速发现对G-四链体有较强结合作用的化合物，并对其进行抗肿瘤活性及作用机制研究，以期发现新型的端粒酶抑制剂。主要结果包括：（1）采用1H-NMR方法建立和优化作用于G-四链体的抗肿瘤药用植物粗提物的筛选方法和条件，建立了一种基于肿瘤靶标的筛选方法。（2）植物提取物的活性筛选：采用基于G-四链体靶点的筛选方法和肿瘤细胞毒体外活性筛选方法，筛选了32种植物提取物，发现吴茱萸、马尾连、金果榄、大苞藤黄、骆驼蓬子、博落回、高原唐松草、月腺大戟、荆条9种植物粗提物具有较强的G-四链体结合作用和肿瘤细胞毒活性，作为研究对象。（3）对9种植物的活性成分的追踪分离和结构鉴定。采用多种色谱技术（包括手性拆分），从9种植物中共分离鉴定387种化合物，其中新化合物121个，具有新骨架的化合物7个，其中化合物peganumine A被Natural Products Report（IF = 10.107）列为热点化合物。（4）化合物的体外抗肿瘤活性评价、构效关系及作用机制研究。对大部分单体化合物进行了抗肿瘤细胞增殖作用的活性测试，测试了HL-60、MCF-7、PC-3、U937、K562、A549、SGC-7901等7种细胞系。发现76种化合物具有抗肿瘤活性，其中42种活性较强（IC50<10μM）。探讨了骆驼蓬子的吲哚生物碱、博落回的苯并菲啶类生物碱、吴茱萸喹诺酮类、吲哚喹唑酮类生物碱，大苞藤黄的双苯吡酮类等类化合物的抗肿瘤构效关系。对4种结构类型中9个代表性化合物进行了与G-四链体结合的作用机制的探讨。发现了4种新型G-四链体配体，将指导合成更加特异性的G-四链体结合配体，为高效低毒的创新药物设计提供依据，为发现结构新颖、作用机制独特的抗肿瘤药物奠定基础。已发表论文12篇，其中SCI收载论文9篇（两篇发表在OL上），会议论文20篇；邀请报告7次；申请专利1项。研究生中3人获得博士学位，3人获得硕士学位，获得国家奖学金4人次，1名博士生获得国家留学基金委资助赴美进行联合培养。