新型吲哚类HADC6/Tubulin双靶点抑制剂的设计、合成与抗肿瘤活性研究

There are several disadvantages in the clinical application of anticancer drugs alone or in combination. The multi-target drugs can overcome the above disadvantages, and have good application prospects. In spite of the progress in dual-target drugs research based on histone deacetylase (HDAC), the study of HDAC6 and Tubulin dual inhibitors has not been reported. A number of studies have shown that HDAC6 and Tubulin are interrelated and interact with each other in the tumour disease system. Combination of HDACs inhibitors with Paclitaxel (Tubulin polymerization agent) or Vincristine (Microtubule depolymerizing agent) has synergistic antitumour effects. In view of this and some previous research experience, we proposed to design and synthesize a series of novel indole compounds based on highly selective HDAC6 inhibitors and Tubulin inhibitors, using pharmacophore fusion method. The biological studies include inhibitory effect on cell proliferation, HDAC6, Tubulin, and influence on cell cycle and Tubulin acetylation. In addition, the simulation of highly active compounds with HDAC6 and Tubulin will be carried out through molecular docking method, with the aim of elucidating the molecular mechanism. It is hoped that the research achievement could provide reference for further investigation of HDAC6/Tubulin dual-target inhibitors.

目前临床常用的抗癌药单独或联合应用均存在某些缺点，多靶点药物可克服以上缺点，具有良好的应用前景。基于组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的双靶点抗肿瘤药物研究取得了较大的进展，但针对HDAC6和Tubulin的双靶点抑制剂研究未见报道。多项研究表明，HDAC6与Tubulin在肿瘤疾病系统中存在交叉，且HDACs抑制剂与紫杉醇（Tubulin聚合剂）或长春新碱（Tubulin解聚剂）联合应用均有协同抗肿瘤作用。鉴于此，结合前期对吲哚类抗肿瘤化合物的研究，本项目拟以高选择性HDAC6抑制剂和高效Tubulin抑制剂为基础，通过药效团融合方法，设计合成一系列新型吲哚类化合物，考察其对细胞增殖、HDAC6及Tubulin的抑制作用，对细胞周期和Tubulin乙酰化的影响，并进一步通过分子对方法研究高活性化合物与相应靶点的结合模式，阐明其分子机制，为深入研究HDAC6/Tubulin双靶点抑制剂奠定基础。

恶性肿瘤是全球人类的主要死亡原因之一。虽然抗肿瘤药物研究取得了较大进展，但其临床应用仍存在治愈率低、毒副作用强、耐药性等不足，急需研发新型结构/新颖作用机制的抗肿瘤新药。本项目的主要研究内容为吲哚类抗肿瘤化合物的设计、合成及其活性评价。首先按照项目申请书中研究内容，主要进行了以3-芳硫基吲哚类Tubulin抑制剂和典型的HDAC6抑制剂片段为基础的化合物A1-A3的合成、及以2-芳基吲哚类Tubulin抑制剂和典型的HDAC6抑制剂片段为基础的化合物A4-A9的合成。对其中的化合物A1a测试了其对乳腺癌MCF细胞的增殖抑制作用，结果显示其抑制作用低于未融合异羟肟酸片段的化合物。此外，在合成含异羟肟酸片段的吲哚类化合物时，发现异羟肟酸有部分水解形成羧酸产物，经文献调研发现，对/间位苯甲酸片段通过不同连接子与一些疏水性片段结合是许多醛酮还原酶抑制剂的结构特点，因此，我们将对/间位苯甲酸片段与吲哚骨架相融合，合成了一系列潜在的吲哚类醛酮还原酶抑制剂B1-B16。同时，我们在探索A7-A9类化合物的合成时，发现了2,3-二甲基-1H-吲哚的新合成方法。另外，为了寻找新型高效的抗肿瘤活性分子，在项目实施过程中，除了研究吲哚类抗肿瘤化合物，本项目也进行了抗肿瘤中药活性成分千金子素L1衍生物的合成及新型香豆素类化合物的合成，分别发现了千金子素L1单酰化衍生物的不稳定性及3-氨基-5,7-二羟基香豆素的新合成方法。本项目以寻找新型高效的抗肿瘤活性小分子化合物为主要研究目标，共合成新型吲哚类抗肿瘤化合物31个，发现其中2个化合物具有明显的抗前列腺癌活性，可作为苗头化合物用于研发新型的抗前列腺癌药物。发展了2,3-二甲基-1H-吲哚及3-氨基-5,7-二羟基香豆素的新合成方法，可用于新型吲哚类和香豆素类相关抗肿瘤活性分子的合成。