（有机化学专业论文）miltefosine的类似物及光敏探针的合成和表征.pdf

摘要 m i l t e f o s i n e ( h e p c ，十六烷基磷酸胆碱) 是烷基溶血磷脂类似物的一种，是 人工合成的小分子抗癌药物，耳前应用于临床治疗皮肤癌、乳癌等，并被制成口 服药剂。近年来，m i l t e f o s i n e 治疗利什曼病的良好疗效也越来越引起人们的注视。 在印度它已经被注册用于口服治疗内脏利什曼病，治愈率达9 7 。 m i l t e f o s i n e 取得了很好的临床成功，但是，它的胃肠毒性和溶血副作用却限 制了它的运用。因此，发展出更新、更安全的药物显得相当重要。基于这一点， 我们设计和合成了一系列m i l t e f o s i n e 的类似物，以希望得到新一代的抗癌药物。 长链醇作为烷基磷酸胆碱的主要组成部分，其结构的变化也直接影响了 m i l t e f o s i n e 的物理和化学性质。在合成长链羧酸类似物的基础上，我们合成了一 系列含醚键的长链醇。进而，我们合成了1 2 一丙氧基十二烷基磷酸胆碱和1 2 一 乙氧基十二烷基磷酸胆碱，在结构上模拟了十六烷基磷酸胆碱。由于醚键的引入， 增强了m i l t e f o s i n e 长链端的亲水性，使得它更容易透过细胞膜，进而降低 m i l t e f o s i n e 发挥药效所需的最小浓度，有可能减小其毒副作用。 m i l t e f o s i n e 类似物结构与生物活性相关性的研究显示，磷脂结构并不是必须 的。因此，我们大胆地舍弃了磷酸基团，代之以结构更稳定的碳酸基团，合成出 一系列烷基碳酸酯胆碱。我们认为这些烷基碳酸酯胆碱类似物不会被一些生物体 内的磷脂代谢酶水解，且更容易在细胞膜上富集。 尽管m i l t e f o s i n e 临床治疗肿瘤和利什曼病取得了很好的效果，但其作用机 理尚不清楚。已经提出的抗癌机理包括：调节细胞膜的透过性和细胞膜磷脂的组 分；调节磷脂的代谢：改变生殖信号的传导途径；诱导细胞凋亡等。因此，得到 其确切的作用靶标是澄清其机理的出发点。 光亲合标记是研究药物和靶标相互作用的有效方法，目前已被生物化学和分 子生物学广泛用于研究生物体系的空间邻近组分，它为分子空间邻近结构提供了 最直接的证据。我们设计和合成了m i l t e f o s i n e 的光标记类似物，希望通过光亲合 标记的方法确定其作用位点。 我们选择四氟苯基叠氮作为光标记基团，通过化学反应，将它分别引入 m i l t e f o s i n e 的极性胆碱端和烷基长链端，成功地合成和表征了2 ( 4 叠氮一2 ，3 ，5 ，6 一 四氟苯甲酰胺) 乙基一十六烷基磷酸酯p 一1 和8 一( 4 一叠氮2 ，3 ，5 ，6 四氟苯甲酰氧基) 辛 烷基胆碱磷酸酯p 一2 ，并测试了这两种光标记探针的光化学性质。光化学试验结 果表明，探针化合物p 一1 和p 2 都能被3 0 0 h m 的光激发，并且光解过程迅速、 干净，因此，它们在光亲台标记中具有潜在的应用价值。 关键词：m i l t e f o s i n e ，光亲合标记，光亲合标记探针，四氟苯基叠氦，烷基磷酸 胆碱 i i a b s t r a c t m i l t e f o s i n e ( h e p c ，h e x a d e c y l p h o s p h o c h o l i n e ) ，a na l k y l l y s o p h o s p h o c h o l i n e ， s h o w sr e m a r k a b l ec y t o s t a t i ca n dc y t o t o x i ca c t i v i t ya n dh a sb e e na p p r o v e da s a l l a n t i c a n c e rd r u gf o rt o p i c a lt r e a t m e n to fc e r t a i nf o r m so f c u t a n e o u sa n db r e a s tc a n c e r s r e c e n t l y ，m i l t e f o s i n ea c q u i r e si n c r e a s i n gi n t e r e s ta san e wa n t i l e i s h m a n i a ld r u ga n d h a sb e e nr e g i s t e r e df o ro r a lt r e a t m e n to fv i s c e r a ll e i s h m a n i a s i si ni n d i a ，w i t hc u r er a t e r e a c h i n g t o9 7 h o w e v e r , d u et oi t sg a s t r o i n t e s t i n a lt o x i c i t ya n di t sh a e m o l y t i cs i d ee f f e c t s ，t h e a p p l i c a t i o no f m i l t e f o s i n ei sl i m i t e dt ot o p i c a lt r e a t m e n t s oi ti sv e r yi m p o r t a n tt o d e s i g na n ds y n t h e s i z en e wg e n e r a t i o n s o fm i l t e f o s i n ea sm o r ee f f i c i e n ta n ds a f e r d r u g s f o r t h i s p u r p o s e ，w ed e s i g n e d a n d s y n t h e s i z e d as e r i e so fm i l t e f o s i n e a n a l o g u e s t h ea l k y lc h a i n so f a l k y l p h o s p h o c h o l i n ea r ep a r t l yr e s p o n s i b l ef o rt h ep h y s i c a l a n dc h e m i c a lp r o p e r t i e so ft h ed r u g s w eh a v es y n t h e s i z e das e r i e so fl o n gc h a i n a l c o h o lw i t ho n eo rm o r em e t h y l e n eg r o u p ss u b s t i t u t e dw i t h o x y g e na t o m s a s i n t e r l n e d l a r e so f m i l t e f o s i n ed e r i v a t i v e s w eh a v e s y n t h e s i z e d1 2 - ( p r o p o x y ) d o d e c y l p h o s p h o c h o l i n e a n d 1 2 一( e t h o x y ) d o d e c y l p h o s p h o c h o l i n e ，a n a l o g u e s o f h e x a d e c y l p h o s p h o c h o l i n e d u e t ot h e i n t r o d u c t i o no ft h ee t h e rb o n d ，t h eh y d r o p h i l i c i t yo fm i l t e f o s i n eh a sb e e ni n c r e a s e d ， w h i c hm a k ei te a s i e rf o rm i l t e f o s h l et op e r m e a t et h em e m b r a n ea n dm a y b er e d u c et h e r e q u i r e de f f e c t i v ec o n c e n t r a t i o n r e s u l t sf r o ms t u d i e so f s t r u c t u r e a c t i v i t yr e l a t i o n s h i p so f m i l t e f o s i n es h o w e dt h a t t h e p h o s p h a t em o i e t y i sn o t a l w a y sn e c e s s a r y f o r c y t o s t a t i c a c t i o n s o m e n o n - p h o s p h o r u sa l k y le t h e rg l y e e r o l i p i d sa l s oe x h i b i t ec y t o s t a t i cp r o p e r t i e s t h u s ，w e h a v es y n t h e s i z e das e r i e so fm i l t e f o s i n ed e r i v a t i v e s ，i nw h i c ht h ep h o s p h a t em o i t yi s 1 1 1 r e p l a c e db yc a r b o n a t e t h e s ec o m p o u n d sl a c kt h en e g a t i v e l yc h a r g e dp h o s p h a t ea n d c a nr e s i s tt oc a t a b o l i cp h o s p h o l i p a s e s ，t h e r e f o r et h e yw i l lh a v ei m p r o v e db i o l o g i c a l s t a b i l i t y a n db e a e rm e m b r a n ep e r m e a b i l i t y a l t h o u g hm i l t e f o s i n e h a s g a i n e d c l i n i c a ls u c c e s s ，l i t t l ei sk n o w na b o u tt h e m e c h a n i s mo fa c t i o ni ne i t h e rt u m o rc e l lo rp a r a s i t e s d u et oi t s a m p h i p h i l i c p r o p e r t i e s ，n a i l t e f o s i n ep r i m a r i l yi n t e r a c tw i t hc e l l u l a rm e m b r a n e si n c a n c e rc e i l sa s w e l la si np r o t o z o a m a n yh y p o t h e s e sh a v eb e e np r o p o s e dt oe x p l a i nt h ea n t i c a n c e r a c t i v i t y o fm i l t e f o s i n e ，t h e r ei ss t i l ln od e f i n i t i v em e c h a n i s m t h em e c h a n i s m s p r o p o s e d s of a ri n c l u d e m o d u l a t i n gm e m b r a n ep e r m e a b i l i t ya n dm e m b r a n el i p i d c o m p o s i t i o n ，i n f l u e n c i n gp h o s p h o l i p i d sm e t a b o l i s m ，a l t e m a t i n gp r o l i f e r a t i o ns i g n a l t r a n s d u c t i o np a t h w a y , a n d i n d u c i n ga p o p t o s i s ， i no r d e rt o s t u d yt h em o l e c u l a rm e c h a n i s m sr e s p o n s i b l ef o rt h eb i o l o g i c a l a c t i v i t yo fm i l t e f o s i n e ，w ep r o p o s et h ep h o t o a f f i n i t yl a b e l i n ga p p r o a c h p h o t o a f f i n i t y l a b e l i n gi sa ne f f i c i e n tm e t h o do fs t u d y i n gt h ei n t e r a c t i o n sb e t w e e nd r u g sa n dt h e i r b i o l o g i c a lt a r g e t s i ta l l o w su st oi d e n t i f yt h et a r g e t so fd r u g s ，t od e t e r m i n et h ea f f i n i t y a n ds e l e c t i v i t yo ft h ed r u g t a r g e ti n t e r a c t i o n ，a n dt oi d e n t i f yt h eb i n d i n gs i t e so nt h e t a r g e t s w e d e s i g n e da n ds y n t h e s i z e dt w op h o t o l a b e l i n gp r o b e so f m i l t e f o s i n e p r o b e1 h a st h ef l u o r i n a t e da r y l a z i d og r o u pa tt h ep o l a rh e a do f m i l t e f o s i n e ，w h i l ep r o b e2h a s t h ef l u o r i n a t e da r y l a z i d og r o u pa tt h ea l k y lc h a i n p h o t o c h e m i c a ls t u d i e so f t h e s et w o p r o b e s s h o w e dt h a tb o t ht h e p r o b e su n d e r g o a f a s t ，c l e a np r o c e s s o f p h o t o d e c o m p o s i t i o nu p o ni r r a d i a t i o na t 3 0 0 n m t h e r e f o r e ，p r o b e1a n d2c a nb o t h c o n s t i t u t ep r o m i s i n gt o o l sf o rs t u d y i n gt h em e c h a n i s m su n d e r l y i n gt h e b i o l o g i c a l e f f e c t so f m i l t e f o s i n e u s i n g t h e p h o t o l a b e l i n ga p p r o a c h k e y w o r d ：m i l t e f o s i n e ，p h o t o a f f i n i t yl a b e l i n g ，p h o t o l a b e l i n g p r o b e ，f l u o r i n a t e d a r y l a z i d o ，a l k y l p h o s p h o e h o l i n e 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论 文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为， 否则，本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果，特此郑 重声明。 学位论文作者( 签名) ：型i 各 2 0 0 4 年l2 月1 日 第一部分前言 m i l t e f o s i n e ( h e x a d e c y l p h o s p h o c h o l i n e ，h e p c ，十六烷基磷酸胆碱：s c h e m e1 ， i 一1 ) 是一种人工合成的小分子抗癌药物。在欧洲，m i l t e f o s i n e 已被用于临床治疗 皮肤癌。近年来m i l t e f o s i n e 治疗利什曼病( l e i s h m a n i a s i s ) 的良好疗效也引起了 广泛关注，在印度它已经被正式注册用于治疗内脏利什曼病( v i s c e r a l l e i s h m a n i a s i s ，又称“黑热病”) 。 “。一釜0 。6 l m i l t e f o s i n e 是烷基磷酸胆碱( a l k y l p h o s p h o c h o l i n e ，a p c ；s c h e m e2 ) 类似物 中的一种，这类化台物由烷基长链、磷酸和胆碱三部分组成，它们具有两亲性特 征，是一类作用于细胞膜的细胞毒性化合物。 以m i t t e f o s i n e 为代表的烷基磷酸胆碱类似物起源于烷基溶血磷脂1 ( a l k y l l y s o p h o s p h o l i p i d ，a l p ；s c h e m e2 ) 。烷基溶血磷脂是另一类磷脂类似物， 模拟天然的溶血卵磷脂，它们是第一批人工合成的磷脂类抗癌药物。 r o 1 r 尺确咐r l - o _ i o i ， l o ，掣 o i 啪，釜。6 a 咐忡啪咖训n e s s c h e m e 2 ：烷基磷酸胆碱类似物和烷基溶血磷脂类似物 烷基磷酸胆碱类似物虽然源于烷基溶血磷脂类似物，然而由于m i l t e f o s i n e 的独特疗效，现在烷基磷酸胆碱类似物已经和烷基溶血磷脂类似物一起被作为第 二代抗癌药物研究和开发2 。目前正用于临床治疗的第一代抗癌药物，大部分是 干扰d n a 的结构和功能，抑制细胞增殖。而第二代抗癌药物则是作用于癌细胞 的细胞膜，有其独特的抗癌机理和功能，从而引起广泛的关注1 , 3 。 m i l t e f o s i n e 是烷基磷酸胆碱类似物中的代表性化合物，它也是首批合成的烷 基磷酸胆碱类似物之。纵观二十年来烷基磷酸胆碱类似物的发展历程，也是 m i l t e f o s i n e 及其类似物的发展历程。下面将对烷基磷酸胆碱的历史发展做一个简 单的回顾。 第一章、烷基磷酸胆碱的历史发展 1 1 、磷脂类似物的起源 在上世纪六十年代，科学家发现溶瓤卵磷脂( s c h e m e 3 ，i _ 2 ) 在体液和细胞 反应中具有明显的免疫调控作用4 。 0 o i ，p ”, - o a n - i - 2 o - s c h e m e3 ：溶血卵磷脂 然而，天然的溶血卵磷脂很容易被代谢，例如，被2 - 溶血卵磷脂酰化酶转变 为卵磷脂( s c h e m e 4 ，i 3 ) ，或者被溶血磷脂酶转变为甘油磷脂酰胆碱( s c h 。“。 4 ，i 4 ) 。为了增加其生物稳定性，许多溶血卵磷脂的类似物被合成出来这些类 似物具有较长的半衰期，从而可以在较长的一段时间里发挥其免疫生物学作用。 v v 气“a ： o - 1 一文。1 _ 。，知k j2 一y s o p h o s p h 觚d ”c h o 胁e | a c y l t r a n f e r a s e 曰i 7 o 掣7 、 t - z i l y s o p h o s p h o l i p a s e h o u - - 6 s c h e m e4 溶血卵磷脂及其生物代谢 首先被合成的是含卤素的醚磷脂类似物( s c h e m e5 ，1 - 5 和i - 6 ) 。选择卤素 醚磷脂类似物是因为当时已经知道，抑制细胞生长的核苷类化合物中，糖部分的 羟基被卤化后在酶反应中可以模拟羟基基团。癌细胞和正常细胞中的醚磷脂有 很大差别，这使得醚磷脂的合成也引起了广泛关注。第一批合成的卤化醚磷脂类 似物模拟了天然的溶血卵磷脂，并成为有效的溶血卯磷脂酰化酶的抑制剂，其甘 油结构1 位上的酰基被长链烷基取代，2 位上的羟基则被卤素或含卤素的短链烷 基取代，这就使得它不会被溶血磷脂酶水解，也不会被酰化酶酰化，具有较好的 生物稳定性。 ，。4 r 。7 釜。6 、：丁。7 釜。6 s c h e m e5 卤化醚磷脂类似物的结构 随着血小板激活因子( p l a t e l e ta c t i v a t i n gf a c t o r ，p a f ；s c h e m e6 ，i - 7 ) 的醚 磷脂结构被发现1 ，更多的研究着重于设计p a f 的烷基溶血磷脂类似物，希望这 些类似物能够具有较好的抗癌活性和较低的毒副作用。 。7 釜。6 i - 7 s c h e m e6 - 血小板激活因子的结构 1 2 、烷基溶血磷脂类似物 烷基溶血磷脂类似物中的代表性化合物是e t - 1 8 o c h 3 ( s c h e m e7 ，1 8 ； 1 - o o c t a d e c y l 2o m e t h y l r a c g l y c e r o 一3 - p h o s p h o c h o l i n e ) 5 , 6 它的甘油结构l 位上 的侧链由醚键连接，2 位上的羟基被甲氧基取代。由于所有在甘油结构】位上的 侧链由酰基连接的溶血磷脂类似物都没有抑制细胞生长的效果，所以烷基链接取 代酰基链接被认为是这类化合物具有细胞毒性的先决条件。研究发现1 - 8 的类似 物e t - 1 8 o h ( s e h e m e7 ，i 。9 ) ，能破坏某些癌细胞，对于多种人体恶性肿瘤也有 直接的细胞毒性，而它的甘油结构2 位上的羟基并没有被取代，这表明甘油结构 2 位上的羟基被保护并不总是抑制细胞生长的必要条件7 。 曰i ， “v 、w a 。7 r 气。7 p o _ 2 j ，i - 8 j o 。一 曰l ， w 、0 7 丫7 、。7 0 7 肇= 、 i 9 o h s c h e m e7e t - 1 8 o c h 3 及其类似物 在体外试验中，i _ 8 对多种肿瘤细胞系都有很好的抑制效果。由于它能够选 择性地杀死人体白血病细胞8 9 ，丽不会伤害正常的人体细胞，在体外试验中，i - 8 被作为骨髓净化试剂1 0 ，并用于前期梳床试验。虽然i 8 在体外试验中显示出很 强的抑制细胞增殖的能力，但是在体内试验中，它的抗癌能力却比较有限。这可 能是因为烷基溶血磷脂类似物的甘油结构容易被磷脂代谢酶生物降解，例如，磷 脂酶c 能催化磷酸基与甘油之间的键断裂，而磷脂酶d 能催化磷酸甘油酯水解 成磷脂酸。因此，i 8 的应用还只限于试验阶段。 1 3 、没有甘油结构的烷基溶血磷脂类似物 最初，大部分的烷基溶血磷脂类似物都保留了甘油结构，然而甘油结构并 不总是必需的，第一个没有甘油结构的类似物是i 1 0 ( s c h e m e8 ) ，另一类重要 的化合物是o 一烷基寡聚乙二醇磷酸胆碱类似物( s c h e m e8 ) 。 一。銎。6 0 r 七o c h 2 c h 2 - 扣一p o c h 2 c h 2 x q r = 0 1 2 一c 1 8a l k y l x - 扛飞 一 o - a l k y e i h y l e n e g l y c o p h o s p h o l i p i d s o - 烷基寡聚乙二醇磷酸胆碱及其类似物的结构 0 烷基寡聚乙二醇磷酸胆碱类似物以寡聚乙二醇取代了甘油结构，它们在 体外实验中对人体和老鼠的骨髓自血病细胞有抑制效果。其中，比较特别的是 1 - 1 1 ( s c h e m e9 ) ，它以吡啶乙基基团代替了胆碱结构，对人体和老鼠骨髓自血病 细胞系具有很好的诱导分化能力1 1 , 1 2 o 、v 。一、。，摹。 ， s c h e m e9 化合物i - 1 1 的结构 1 4 、烷基磷酸胆碱类似物 对烷基溶血磷腊类似物的结构与活性的相关性研究表明，其甘油结构上取代 基团的化学特性和相对位置对它们的抗增殖效果_ 并没有决定性的影响，而且不具 有甘油结构的化合物也有一定的抑制效果，例如，烷基寡聚乙二醇磷酸胆碱类似 物和i i o 。这就提出一种设想，当i 1 0 的烷基丙二醇结构上的醚键被亚甲基取代 后，也可能会具有细胞毒性n ，这就是烷基磷酸胆碱类似物( s c h e m e1 0 ) 。 m i l t e f o s i n e 是首批被合成的烷基磷酸胆碱类似物之一。 r ：a j k y l r 一。一0 一。一n i a lk y l p h o s p 慨吲s q 9i ， v 、飞“v 、o ，如、v 掣= 、 i - 1 s c h e m e1 0 烷基磷酸胆碱的结构 与烷基溶血磷脂类似物相比，烷基磷酸胆碱类似物没有甘油结构，它们不能 作为许多溶血磷脂代谢酶的底物，因而具有更好的生物稳定性。也因为这个原因， 烷基磷酸胆碱类似物更容易在组织或肿瘤细胞内聚集，达到更高的浓度。烷基磷 酸胆碱类似物保留了烷基溶血磷脂类似物的某些生物活性，它们也能够抑制细胞 增殖和选择性地杀死癌细胞。现在，烷基磷酸胆碱类似物已经发展成为与烷基溶 血磷脂类似物地位相等的抗癌药物。 6 第二章m i l t e f o s i n e 及其类似物 由于m i l t e f o s i n e 是第一批合成的烷基磷酸胆碱类似物之一，而且迄今为止它 也是抗癌效果最好的磷脂类化合物，所以对烷基磷酸胆碱类似物的研究实际上是 围绕着设计与合成m i l t e f o s i n e 的类似物来展开的。在研究已有的m i l t e f o s i n e 及 其类似物的基础上，许多新的类似物被合成出来，其中部分化合物的抗癌效果能 够达到与m i l t e f o s i n e 同等的水平，少数化合物的毒副作用低于m i l t e f o s i n e 。 2 1 、m i l t e f o s i n e 及其类似物的构效关系 2 1 1 烷基链的影响 m i l t e f o s i n e 及其类似物的烷基链的长度与其抑制细胞生长的活性没有必然 的联系。m i l t e f o s i n e 现在已经被证明是一个优秀的抗癌药物。同许多醚磷脂相似， m i l t e f o s i n e 在无细胞体系中是p k c ( 蛋白激酶c ) 和钠钾腺苷三磷酸酶的有效抑 制剂，在h l 6 0 细胞中是钠泵的抑制荆1 4 0m i l t e f o s i n e 可以抑制1 0 3 肿瘤细胞和 原发性鼠乳腺癌扩散”。与m i l t e f o s i n e 相比，链长较短的1 - 1 2 ( s c h e m e1 1 ) 和 链长较长的i - 1 3 ( s c h e m e1 1 ) 的抗癌活性都要弱得多。而同样是链长比m i l t e f o s i n e 长的不饱和的i - 1 4 ( s c h e m e1 1 ) 和i - 1 5 ( s c h e m e1 1 ) 的抗癌活性也相差很大， i 一1 4 的抗癌活性很弱，而i - 1 5 则显示出较好的抗癌活性”。它们的构效关系在 k b 和m 2 2 细胞试验中也有体现1 5 , 1 7 从这些试验结果中很难看出m i l t e f o s i n e 类 似物的烷基链的长度与其生物活性的关系。 o i l1 ， 蝴0 7 o 掣i 2 o i |i ， y v 、八0 7 o ! | = 、 。1 3 ，v一。76 一 一。，叁。6 5 s c h e m e1i 不同烷基链的类似物 在m i l t e f o s i n e 的磷酸胆碱类似物中，含不饱和键的i - 1 5 ( e m c y l p h o s p h o c h o l i n e ，e r p c ) 被研究得比较多，虽然它很早就被合成出来，但 是近年来对它的研究有了新的发现。i 1 5 的烷基链含有2 2 个碳原子和个顺式 的双键，呈紧缩的拳状结构( s c h e m e1 2 ) 。在水相中i 1 5 形成薄层结构，而不象 m i l t e f o s i n e 那样形成微团。正是这种结构特征使得i 1 5 没有溶血作用，有可能成 为一种无毒副作用的新型药物临。在体外试验中i - 1 5 能够抑制多种癌细胞，在体 内试验中它能够抑制老鼠乳腺癌细胞的生长”。 ol s c h e m e1 2e r p c 的结构 。7 釜。 2 1 2 微住头垂的修饰 与烷基链长对其生物活性的影响不同，增加m i l t e f o s i n e 极性基团p - n 键之 间的键间距，其相应的生物活性必然会降低。例如，当p - n 键之间的碳原子个 数从2 个增加到6 个时，它们的抗增殖活性依次降低2 。( s c h e m e l 3 ) 。 一。7 叁。6 一。k e 一。，艮妣，。 s c h e m e1 3 p - n 键间距不同的m i l t e f o s i n e 类似物 m i l t e f o s i n e 的另一种环状类似物1 - 1 8 ( p e r i f o s i n e ，s c h e m e1 4 ) ，代表了烷基 磷酸矩碱的杂环类似物。在体外试验中i - 1 8 显示出很强的抑制细胞增殖的能力， 其毒副作用小于m i l t e f o s i n e 2 1 。目前，1 - 1 8 已被用于临床一期试验。试验结果碌 示，1 - 1 8 没有溶血副作用，然而它与m i l t e f o s i n e 一样具有肠胃副作用，用药剂量 越大其副作用也越大”。 “、w 八0 7 p o 人i 1 8 曰r s c h e i n e1 41 - 1 8 的结构 2 1 3 膦酸根基团的修饰 m i l t e f o s i n e 的亚膦酸胆碱类似物i 一1 9( s c h e m e1 5 ) ，由p - c 键取代了 m i l t e f o s i n e 的p - 0 一c 键，它在体外实验中也显示出与m i l t e f o s i n e 相似的抗增殖活 性2 3 。由于亚膦酸胆碱与m i l t e f o s i n e 具有相似的抑制细胞生长的能力，并且具有 更高的生物稳定性，说明m i l t e f o s i n e 降解成十六醇和磷酸胆碱并不是它在癌细 胞中起作用的前提条件。 0 1 v 八“， i io 八掣、| 1 8 u s c h e m e1 5 十六烷基亚膦酸胆碱 2 1 4 、非磷酸类的烷基醚甘油脂 除了烷基溶血磷脂和烷基磷酸胆碱以外，非磷酸类的烷基醚甘油脂也显示出 某些抑制细胞生长的性质2 4 , 2 5 o c 1 6 h 3 3 0 7 c h 3 0 - f l l _ 0 一b d - g l u c o p y r a n o s y l h 2 c o c l 0 h 2 1 c 1 0 h 2 1 0 h z 2 ：c ) 裂心 l 之1 s c h e m e1 6 非磷酸类的烷基醚甘油脂 i - 8 ( s c h e m e 7 ) 的一种醚甘油脂类似物1 - 2 0 ( s c h e m e1 6 ) ，表现出抑制癌细 胞生长的性质2 6 。 烷基连接的类脂肪胺1 - 2 1 ( c p 4 6 ，6 6 5 ，p f i z e rc e n t r a lr e s e a r c h ，g r o t o n ： s c h e m e1 6 ) ，在八种新移植的人体自血病细胞的体外实验中，显示出和i - 8 相同 的抑制细胞生长能力。但在m 0 4 老鼠细胞中1 - 2 1 的抗入侵能力比i - 8 弱2 7 。 9 2 2 、m i l t e f o s i n e 的应用 m i l t e f o s i n e 是第一个被用于临床治疗癌症的烷基磷酸胆碱类似物，无论是在 体外试验中还是在体内试验中，m i l t e f o s i n e 都表现出了出色的抑制细胞增殖的效 果。 2 21m i l t e f o s i n e 用于治疗癌症 m i l t e f o s i n e 用于治疗乳腺癌向皮肤转移的临床试验显示，7 0 的人能够被完 全或部分治愈，副作用较小2 8 。除了产生刺激性的皮肤鳞化和皮肤瘙痒外，没有 系统副作用。1 9 9 2 年，m i l t e f o s i n e 在德国被正式用于局部治疗乳腺癌”。另外， m i l t e f o s i n e 还被用于口服治疗皮肤恶性淋巴瘤2 。 m i r e f o s i n e 用于治疗肺癌也有明显的效果，为了增强疗效，需要进一步增加 m i l t e f o s i n e 的用药浓度，然而此时产生的肠胃副作用( 例如，恶心，呕吐) 却限 制了m i l t e f o s i n e 的临床应用3 0 。目前，如何解决这一问题的相关研究正在进行中。 m i l t e f o s i n e 还能与传统的抗癌药物台用，提高癌细胞对传统的抗癌药物的敏 感度，产生更好的抗癌效果，有时甚至能够产生协同作用3 1 , 3 2 o 2 2 2 、m i l t e f o s i n e 用于治疗利什曼病 利什曼病( l e i s h m a n i a s i s ) 是一种人体寄生虫疾病。其中，内脏利什曼病 ( v i s c e r a ll e i s h r n a n i a s i s ) 是利什曼病中最为致命的一种，也就是著名的“黑热 病”。全世界每年约有5 0 0 ，0 0 0 人患病，其中大部分集中在印度、苏丹。 1 9 9 8 年，m i l t e f o s i n e 首次被报道用于临床治疗内脏利什曼病”，治愈率达 9 8 。由于治疗内脏利什曼病所需要的m i l t e f o s i n e 剂量比治疗癌症时要小得多， 因此服用m i l t e f o s i n e 所引起的副作用就非常容易控制。2 0 0 2 年3 月1 5 目， m i l t e f o s i n e 在印度被正式注册，用于i 临床治疗内脏利什曼病3 4 。m i l t e f o s i n e 治疗 其它类型的利什曼病也有很好的效果，目前，m i l t e f o s i n e 用于治疗皮肤利什曼病 的研究正在进行中。 2 3 、m i l t e f o s i n e 的作用机理 m i l t e f o s i n e 治疗癌症的机理尚不清楚3 5 , 3 6 目前只是普遍认为m i l t e f o s i n e 是 o 直接作用于细胞膜的，与调节细胞膜的代谢有关，而不像传统的抗癌药物那样是 以d n a 为靶标1 一。 在活细胞中，细胞膜里的天然磷脂持续地运动、翻转，来维持细胞膜的流动 性，并维护细胞内外物质和信号的传输。m i l t e f o s i n e 凭借它的长链烷基，能够顺 利地插入到细胞膜内。由于与天然的细胞膜磷脂的化学结构相似，m i l t e f o s i n e 可 能参与了细胞膜磷脂的代谢活动。然而，m i l t e f o s i n e 没有甘油结构，它不会被许 多磷脂酶代谢，而且能够作为这些磷脂酶的抑制剂，从而扰乱了细胞膜内磷脂的 正常生物活动，影响了细胞膜内的信息传导3 7 4 0 。 目前，对于m i l t e f o s i n e 作用机理的研究主要集中在确定m i l t e f o s i n e 究竟影 响哪些负责细胞内信号传导的磷脂酶，并且影响效果如何。具体的研究结果还需 要进一步验证。 m i l t e f o s i n e 治疗利什曼病的机理研究近几年才刚刚起步叭，许多研究工作正 在进行，或还处于计划当中。 2 4 、m i l t e f o s i n e 及其类似物的发展展望 许多烷基磷酸胆碱都具有抗癌活性，然而，它们的构效关系和抗癌机理还并 不清楚。在对结构和活性的相关性研究中，很多实验结论并不一致。抗癌机理的 研究也还没有得到明确的结论。这些都还需要作进一步研究。 m i l t e f o s i n e 主要是作为抗癌药物被研制和开发，然而，它的作用并不仅限于 此，还有更多的发展方向4 2 4 3 。例如，它诱导细胞分化的作用可以被基础生物学 研究所利用，它也能够被用于治疗其它疾病。 m i l t e f o s i n e 在部分程度上依赖于它的亲脂性或两亲性特征，极性头基也有一 定影响。但是，其生物活性对结构的要求并不是很严格，这就使得我们可以通过 对它进行修饰，合成出具有更好抗癌效果的类似物。 第三章课题的选择和我们的思路 3 1 、新型的m i l t e f o s i n e 类似物 m i l t e f o s i n e ( h e p c ，十六烷基磷酸胆碱) 是烷基磷酸胆碱中的一种，它具有 很强的抗肿瘤、抗癌和抗利什曼病能力4 4 ，4 5 。m i l t e f o s i n e 是第一个通过临床检测 的烷基磷酸胆碱类抗癌药物，并在1 9 9 2 年用于治疗皮肤癌2 9 。近年来，m i l t e f o s i n e 治疗利什曼病的良好疗效引起了人们广泛的关注，现在已经在印度注册为口服药 剂”，治愈率达到9 7 。 虽然m i l t e f o s i n e 取得了很好的临床效果，但是，它的胃肠毒性和溶血副作用 却限制了它的应用。m i l t e f o s i n e 的结构与抗癌效果相关性的研究显示，它的生物 活性对其结构的要求并不严格。这就允许我们通过结构上的改造和修饰，得到疗 效更好、副作用更小的药物分子。 目前，文献报道对m i l t e f o s i n e 的修饰主要是对其烷基长链和碱基的改造， 我们实验室也在进行这方面的研究工作。一方面，我们通过往烷基长链中引入醚 键( s c h e m e1 7 ) 来增强m i l t e f o s i n e 的亲水性，以降低其溶血副作用，提高其疗 效，并降低m i l t e f o s i n e 在生物体内起作用时所需的最小浓度。由于药物分子的 疗效和毒副作用往往取决于药物浓度，我们通过对烷基长链的修饰有可能得到疗 效更好、毒性更小的类似物。 曰i ， 拿0 7 扣n ，n - 1 2 ，3 ，4 ，5 s c h e m e1 7 ( i ) 烷氧基十二烷基磷酸胆碱 另一方面，我们大胆地用碳酸酯取代磷酸酯( s c h e m e1 8 ) ，这是以前的文献 报道没有过的。碳酸酯比磷酸酯更稳定，它不会被一些磷脂的代谢酶水解，更容 易在细胞表面富集。然而，也由于彻底摒弃了磷酸酯的结构，碳酸酯是否也能够 拥有与磷酸酯一样的生物活性还需要通过试验验证。前面已提到非磷酸类的烷基 醚甘油脂也显示出某些抑制细胞生长的性质。这为我们设计的碳酸酯提供了有力 的依据。 、吖? 、w 、八。儿。j 、v w 、。一，、o 儿o 9 、w 、。儿o ，6 s c h e m e18m i l t e f o s i n e 的碳酸酯类似物 一 1 7 = 0 1 2 ，3 ，4 3 2 、m i l t e f o s i n e 光敏探针 m i l t e f o s i n e 治疗肿瘤和利什曼病的机理，目前尚不清楚。已经提出的抗癌机 理包括：调节细胞膜的透过性和细胞膜磷脂的组分；调节磷脂的代谢；改变生殖 信号的传导途径；诱导细胞凋亡。然而其中却没有一种机理能够得到确定和公认。 抗利什曼病的机理研究结果的报道就更少了。 现代药物开发的过程首先要确定疾病作用的靶标，知道靶标及其功能后，才 能设计分子，有选择性地控制生物学过程。为了在分子水平上研究m i l t e f o s i n e 生物学行为的机理，我们采用了光亲合标记的方法来确定与它作用的生物大分 子。首先通过化学反应在m i l t e f o s i n e 分子结