阿霉素(DOX)是從真菌Streptomyces peucetius中提取得到的一種蒽環(huán)霉素,已被廣泛用于白血病、乳腺癌、子宮癌等多種癌癥的治療。研究證明,阿霉素可以插入DNA鏈、抑制拓撲異構酶Ⅱ,是DNA復制必需的酶。但藥物研究人員指出,高親水性、半衰期短造成了阿霉素快速分布、排泄及生物利用度低;雖然高度累積阿霉素是癌癥化療所必需的,但正常組織中的阿霉素過(guò)度積累會(huì )造成心臟中毒以及骨髓抑制。因此,藥物開(kāi)發(fā)人員一直在尋找一條有效提高阿霉素保留時(shí)間以及減少其副作用的解決方法。
研究人員曾報道過(guò)多種通過(guò)化學(xué)修飾來(lái)降低阿霉素副作用的方法:封裝在納米膠束、微粒內,附著(zhù)于葉酸、殼聚糖實(shí)現靶向給藥。最近,阿霉素脂質(zhì)體,及將阿霉素嵌入PEG化的脂質(zhì)體,被成功開(kāi)發(fā)并被批準用于用于癌癥的治療。此外,研究發(fā)現,十二烷?;陌⒚顾匮苌锞哂信c阿霉素相當的效力,疏水性的蒽環(huán)霉素類(lèi)似物對多藥耐藥細胞的效力大于阿霉素本身、且具有更強的細胞**。而且,膽固醇衍生物因具有高生物相容性及親脂性,常被用作脂質(zhì)體的重要組成部分。
圖一 阿霉素兩類(lèi)衍生物
因此,在新的研究中,藥物開(kāi)發(fā)人員使用膽固醇取代衍生法合成了一系列新的阿霉素親脂性衍生物,并對其進(jìn)行了初步的藥效評價(jià)。從結構上看,阿霉素具有羥基和氨基兩種官能團便于化學(xué)修飾。因此,阿霉素的化學(xué)修飾物常被分為兩類(lèi)(圖一):1)羥基取代的衍生物(如lipo-dox A、lipo-dox B);2)糖環(huán)上氨基取代衍生物(如lipo-dox C、lipo-dox D)。
圖二 衍生物4(Lipo-dox A)、6(Lipo-dox B)的合成
對于衍生物4、6的合成,研究人員是采用阿霉素最為初始原料,首先用Fmoc保護氨基得到化合物1,然后與丁二酸酐發(fā)生酯化反應得到中間體2;中間體2可以與lipid A或lipid B反應分別得到中間體3、5,然后脫去Fmoc保護基,即可得到目標衍生物4、6(圖二)。
圖三 衍生物7((Lipo-dox C)、8(Lipo-dox D)的合成
衍生物7、8的合成如圖三所示,其是利用阿霉素本身含有的氨基直接與lipid A或lipid B形成酰胺鍵得到。
圖四 細胞**實(shí)驗
合成得到目標衍生物后,研究人員對這些化合物的生物活性進(jìn)行了初步評價(jià)。從圖四、五我們可以看出,帶有裸露氨基的衍生物4(Lipo-dox A)、6(Lipo-dox B)具有較高的腫瘤細胞抑制活性,其活性與阿霉素相當,而衍生物7((Lipo-dox C)、8(Lipo-dox D)基本無(wú)抑制活性。
圖五 半數抑制濃度
值得一提的是,雖然新得到的衍生物4(Lipo-dox A)、6(Lipo-dox B)對腫瘤細胞的抑制活性雖然與阿霉素本身相當,但研究人員通過(guò)進(jìn)一步染色實(shí)驗發(fā)現,Lipo-dox A及Lipo-dox B進(jìn)入細胞核的數量及保留在核內的實(shí)驗遠大于阿霉素,這主要是因為L(cháng)ipo-dox A、Lipo-dox B具有更高的親脂性,這一性質(zhì)也預示著(zhù)Lipo-dox A、Lipo-dox B的副作用會(huì )低于阿霉素。研究人員指出,現有的研究證明Lipo-dox A、Lipo-dox B有著(zhù)比現有上市藥物阿霉素更好的成藥性,有望發(fā)展成為新型抗腫瘤藥物或其他高副作用抗癌藥物的載體。
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