新型造血干细胞保护剂的设计、合成与活性研究

癌症的高发病率及高死亡率依然是全球性的严重问题。而肿瘤放、化疗造成的造血功能抑制是肿瘤治疗失败的主要原因之一。目前，临床上癌症治疗中用于保护正常组织，减轻放、化疗副作用的药物均不十分理想。肽类化合物，由于高活性、低毒副作用、用药剂量小引起了药物化学家越来越多的关注。本研究以具有保护造血干细胞活性的内源肽SP-4为先导物，结合目前多肽结构改造的最新研究进展，拟通过位点改构、末端修饰、加合肽及主链非经典环化等方法，设计、合成结构新颖、类型多样的类似物，并依体内外活性筛选实验结果，评价由DOX、CTX等化疗及射线放疗后，改构物对骨髓造血干细胞的保护作用，在保留或提高原有活性的同时，达到增强对抗酶降解的能力。本项研究旨在寻找活性高、毒副作用小、生物利用度高的新先导物,为创制新型的造血干细胞保护剂，进而开发出可用于提高肿瘤放、化疗治疗效果，具有自主知识产权的侯选药提供实验依据。

Acetyl-Ser-Asp-Lys-Pro（Ac-SDKP）是人体胸腺素β4氨基端的四肽段，具有极高的保护造血干细胞免受放疗、化疗、热及光辐射造成损伤的活性。但阻碍其顺利通过临床实验的主要原因是在体内分解太快，药效作用时间短。本研究以SDKP为先导物，进行结构修饰与改造，达到保持活性、对抗酶降解、提高生物利用度的目的，为寻找新型造血干细胞保护剂，用于癌症的辅助治疗提供实验依据。共制备了78个化合物，其中27个为目标化合物（均为新结构化合物），并对目标化合物进行了保护造血干细胞活性的生物学评价。1. 设计、合成了17个直链型多肽目标化合物，其中涉及的主要改造方式如下：（1）C末端的修饰，包括形成多种类型肽酰胺和肽酯；（2）N末端的修饰，包括引入不同的酰化基团如Ac、Fmoc、Sal、Tar和对羟基苯甲酰等；（3）侧链修饰与残基的位点结构改造，包括保留残基侧链保护基、同性氨基酸替换、引入非天然氨基酸取代等。其中液相方法合成了化合物9、14、16、18、20、23、24、46、48、54和56；63-68为固相方法获得。2. 6个加合肽：分别以Lys和Cystine等作为支架构成分叉加合肽和并联加合肽，使小肽分子量增加，达到提高生物稳定性及活性倍增的目的。化合物69为固相方法合成，化合物31、38、59和62为液相方法合成；化合物70采用液-固联合方法合成。3. 4个主链环化产物：将多肽主链局部或全部环化，使其不能随意卷曲，令混乱的分子构象受到约束，由限定的构象使生物活性及选择性得以提高。因此，本研究设计、合成了三种类型环肽，均利用固相假稀释原理，通过固相合成方式获得。4. 生物活性研究：目标化合物经分离纯化后，进行了五批次的体内、外活性检测。分别研究了SDKP衍生物对骨髓造血干细胞和脐血干细胞的保护作用，特别是对CTX（环膦酰胺）诱发的小鼠骨髓损伤的保护作用进行了详细研究（包括不同给药方式下骨髓的DNA含量、有核细胞、红细胞、白细胞、血小板的计数等）。结果显示两个目标化合物在体外对阿霉素（DOX）造成的骨髓干细胞损伤具有保护作用；体内两化合物分别在不同水平上对CTX导致的造血系统破坏具有保护作用；其中一个化合物使经受LD70剂量γ射线照射的小鼠100％存活。