基于多胺转运的萘酰亚胺类小分子化合物对肿瘤细胞凋亡信号通路的影响

多种萘酰亚胺衍生物已进入临床试验阶段，鉴于临床实验中发现的一些问题，在结构优化基础上研究其分子机制很有意义。我们发现多胺修饰的萘酰亚胺衍生物能够有效利用细胞膜上的多胺转运机制选择性地进入靶细胞，显示出了优异的对肝癌细胞和正常肝细胞选择性，初步的机制研究则表明可能是通过AKT-mTOR通路调控细胞周期和诱导细胞凋亡。本研究针对多胺转运和PI3K/AKT/mTOR信号通路，新设计并合成萘酰亚胺衍生物，构建结构多样性的小分子化合物库；通过单药、联合用药等方法，以及利用目标物的荧光特性作为小分子探针等手段研究药物转运和胞内分布，综合评价药物靶向性；采取蛋白免疫印迹法和基因沉默等实验技术，比较各类目标物的作用特点，确定该类物质的共同靶标，较为完整地构筑诱导肿瘤细胞凋亡的网络通路，为进一步的结构优化和发现有临床应用前景的创新药物提供理论依据。

本项目以萘酰亚胺类药物为先导化合物，从该类药物的酰亚胺侧链、芳环取代基及芳环骨架等三个方面进行结构修饰，合成了80余种新萘酰亚胺-多胺缀合物，并通过波谱分析和元素分析等手段确定了其结构。利用缀合物的荧光特性，通过DFMO/Spd实验证明化合物能有效利用细胞膜上的多胺转运机制选择性地进入靶细胞，并因此显示出了良好的对肝癌细胞和正常肝细胞选择性。分子机制研究表明目标物具有萘酰亚胺和多胺的双重特点：既保留萘酰亚胺的特性，如作为DNA嵌入剂并可调节PARP-1活性；同时多胺不仅作为载体起到药物转运作用，还可以通过调控PAO（多胺氧化酶）诱导活性氧上调，从而发挥抗肿瘤作用。利用蛋白免疫印迹和基因沉默等手段研究目标物调控癌细胞的生存模式, 证实其可通过产生周期阻滞、凋亡、自噬、衰老等效应控制肿瘤细胞生存。对细胞凋亡机制的研究表明，化合物结构与细胞种类不同，目标物可诱导细胞产生Caspase依赖凋亡或非依赖性凋亡；产生可促进凋亡的自噬现象；产生细胞周期阻滞于不同期的现象；而AKT-mTOR可能是细胞生物学效应的核心通路。动物实验表明一些萘酰亚胺-多胺缀合物能够显著抑制肿瘤的肺转移，同时在治疗剂量下未呈现明显的毒副作用。这些工作提示它们可成为一类具有较好研究价值的先导物。