两种CombretastatinA-4类似物的肿瘤血管破坏作用研究
肿瘤血管系统为肿瘤组织输送氧气、养料，并排出代谢废物，对肿瘤的生长和转移至关重要。肿瘤血管破坏剂(Vascular Disrupting Agent, VDA)能够选择性的靶向于既成肿瘤血管，使之坍塌破坏，引起肿瘤组织缺血性坏死，从而达到抗肿瘤的目的。Combretastatin A-4 (CA4)是一个靶向于微管蛋白的小分子VDA,具有强大的抗血管活性，但也具有较大的毒副作用。因此，研究者们以CA4为母体化合物，通过官能团置换和结构改造，合成了大量的CA4类似物，以期发现特异性更强的VDA。中国海洋大学医药学院药物合成一室合成了一系列CA4类似物，初步研究发现，以噁唑环取代乙烯键合成的MDS-10和CA-1H具有较强的活性，本文将对这两种化合物的肿瘤血管破坏作用做进一步的研究。 在MDS-10的研究中，本文首先采用非细胞体系的微管蛋白聚合模型考察了化合物对微管蛋白聚合的影响，发现其具有抑制微管蛋白聚合的活性，活性比秋水仙素(COL)大，与CA4相当，从而确定了MDS-10抗肿瘤血管作用的分子基础。接下来，在细胞水平上，以HUVEC在Matrigel上形成的条索状结构来模拟血管管腔，加入化合物作用，发现MDS-10可以迅速破坏HUVEC形成的管腔，表明MDS-10具有体外既成血管破坏作用。在动物实验方面，首先对其水溶性磷酸盐前药MDS-10P进行了小鼠体内代谢分析，发现MDS-10P在给药10 min后就能代谢为MDS-10。在小鼠肝癌H22实体瘤模型上，MDS-10P表现出较好的抑瘤效果，MDS-10P 50 mg/kg和100 mg/kg，腹腔注射，一天一次，连续给药8天，抑瘤率分别为46.37％和54.46%;然而给药组小鼠体重显著下降且有死亡现象。而急性毒性实验证实，MDS-10P的毒性较大。 对于CA-1H的肿瘤血管破坏作用，研究发现CA-1H可以剂量依赖性的抑制非细胞体系微管蛋白的聚合，活性与CA4相当，且影响细胞内微管蛋白聚合解聚的平衡，使聚合型的微管蛋白解离为游离型的微管蛋白，从而证实了CA-1H抗肿瘤血管的分子基础是破坏微管蛋白的聚合，与CA4一致。在光镜下观察到，1μM的CA-1H作用0.5 h即可使HUVEC收缩变圆;共聚焦显微镜观察证实，0.1μM的CA-1H作用 0.5 h就能够破坏微管蛋白骨架、重构肌动蛋白，导致内皮细胞收缩变圆;以融合状态的HUVEC模拟正常血管内皮细胞、非融合状态的HUVEC模拟肿瘤血管内皮细胞，实验发现，与处于融合状态的HUVEC相比，CA-1H对非融合状态的HUVEC毒性更大;HUVEC既成管腔实验发现，1μM的CA-1H能够迅速破坏HUVEC形成的管腔，化合物作用9h后，破坏率达83.59%，表明CA-1H具有体外既成血管破坏作用。在动物实验中，考察了CA-1H的磷酸盐前药CA-1 HP的抗肿瘤作用。在人肺腺癌NCI-H1975裸鼠瘤模型上，HE染色观察肿瘤内部组织，证实单次给药24小时后，肿瘤内部出现大面积坏死，25 mg/kg, 50 mg/kg, 100 mg/kg的CA-1HP对肿瘤破坏面积分别为26.51%,51.50%, 75.51%。连续给药20天，CA-1HP ( 25 mg/kg)和CA4P(100 mg/kg)能显著抑制NCI-H1975裸鼠移植瘤的生长，抑瘤率分别为46.33%和64.12%，且小鼠体重受到的影响较小，正常组织没受到明显影响。在小鼠肝癌H22移植瘤模型上给药发现，顺铂4 mg/kg与CA-1HP 100 mg/kg的抑瘤率分别为35.76%和29.77%，联合给药比单次给药抑瘤效果明显增强，抑瘤率达62.23%，然而毒性也随着增大，造成小鼠体重较明显下降，但没有出现死亡现象。 综上所述，MDS-10可以抑制微管蛋白的聚合，破坏HUVEC既成管腔，对小鼠肝癌H22移植瘤具有良好的抑制效果，但由于动物毒性较大，没能进行深入研究。CA-1H在体外能够抑制微管蛋白的聚合，通过影响细胞骨架系统使内皮细胞收缩变圆，破坏HUVEC既成管腔结构，且与融合状态的HUVEC相比，化合物对非融合状态的HUVEC影响较大;在动物体内，CA-1H的磷酸盐前药CA-1 HP单次给药即引起NCI-H1975裸鼠移植瘤的大面积坏死，连续给药能够明显抑制肿瘤的生长;在小鼠肝癌H22移植瘤中，联合给药发现CA-1HP能够明显增强顺铂的抗肿瘤效果，但毒性也相应增加。目前，其药理作用正在做进一步研究。
肿瘤血管破坏剂;Combretastatin A-4类似物;官能团置换;抑瘤效果;分子机制
中国海洋大学
硕士
生药学
李静
2013
中文
R979.1
68
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）