一种熊果酸-糖酵解抑制剂dca偶联物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种熊果酸衍生物及其应用，具体说是一种熊果酸及其衍生物二氯乙 酰化后形成的一类新的一种兼具抗肿瘤细胞凋亡和代谢双重靶向功能的熊果酸衍生物及 其应用。
【背景技术】
[0002] 天然产物以其结构多样化且低毒性的作用优势而日益成为抗癌新药的重要来源。 已有的研宄表明目前70%的抗癌药物源于天然资源。因此从天然植物中提取活性成分作 为先导物是设计合成新型抗癌药物的重要方法。熊果酸（UrsolicAcid，简称UA)，CAS号： 77-52-1，是一种天然来源的α-香树脂醇型五环三萜类化合物。据不完全统计，在自然界 中的34科108种植物中都能够分离得到UA，其主要分布在女贞子、山楂、车前草、连翘等药 用的植物中。药理学实验研宄表明：熊果酸具有1)可抑制恶性肿瘤细胞增殖；2)诱导肿瘤 细胞分化和凋亡；3)对多种致癌、促癌物有抵抗作用；4)抗肿瘤血管生成；5)具有增强免 疫功能等多样化的抗性。另一方面，熊果酸对多种物质引发的肝损伤都有很好的保护作用， 能显著而迅速降低体内丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶（AST)的水平，恢 复肝功能，并可以预防肝纤维化，从而能够克服常规化疗药对肝损伤较大、毒性大的局限， 在治疗的同时也可以起到良好的护肝效果，副作用小，毒性低。尽管熊果酸拥有上述多种优 点，但其仍存在水溶性差，生物利用度低等不足，从而限制了其在临床方面的进一步应用。
[0003] 靶向糖代谢异常的肿瘤细胞并减轻对正常组织的损伤是目前治疗肿瘤的有效策 略。区别于正常细胞，肿瘤细胞即使在有氧条件下，也主要通过糖酵解方式分解葡萄糖获 能，且肿瘤的恶性程度越高，糖酵解特征就越明显。利用糖酵解抑制剂等阻断糖酵解的进 行，从而使得肿瘤细胞因能量供应缺乏而死亡，但正常细胞不受影响。糖酵解抑制剂二氯 乙酸盐（DCA)作为一种廉价的用于治疗的新陈代谢紊乱的药物可以杀死多种瘤细胞，对肿 瘤的生长有一定抑制效果。DCA发挥抗肿瘤作用主要通过促进肿瘤细胞氧化磷酸化、诱 导凋亡，抑制肿瘤细胞生长。细胞的能量主要来自糖代谢，葡萄糖在体内氧化分解的途径 包括糖酵解和氧化磷酸化。细胞活性和能量状态密切相关，由于恶性肿瘤生长迅速，常 常出现葡萄糖摄取量增高、糖酵解增加和乳酸堆积现象。1970年，有学者发现DCA能促 进细胞葡萄糖氧化。而2007年加拿大Bonnet等发现DCA作为线粒体丙酮酸脱氢酶激酶 (pyruvatedehydrogenase kinase，F1DK)的抑制剂，能够抑制人乳腺癌、非小细胞肺癌和胶 质母细胞瘤细胞株的生长。其作用机制主要为：DCA能通过抑制PDK去磷酸化激活丙 酮酸脱氢酶（PDH)，从而产生大量的乙酰CoA，乙酰CoA进人线粒体后启动柠檬酸循环，促 进葡萄糖的氧化磷酸化，在这一过程中释放大量的活性氧簇（reactiveoxygenspecies， R0S)和细胞色素 c，再加上线粒体膜去极化、膜电位降低，从而激活了线粒体介导的凋亡通 路。同时还发现DCA能降低细胞内CA浓度、抑制活化T细胞核因子，NFAT)及增加延迟整 流钾通道KvL 5的表达（促进外流）从而进一步促进凋亡、抑制肿瘤细胞生长。Sun的 实验再次证实了 DCA能促进乳腺癌细胞氧化磷酸化、显著增加凋亡蛋白酶caspase - 3和 caspase - 7的活性，从而促进凋亡，在体内外均能抑制转移性乳腺癌细胞生长，具有抗 肿瘤细胞增殖和诱导凋亡的特性。大部分研宄发现DCA在体外能增加某些药物的细胞毒作 用、减少肿瘤细胞耐药。
[0004] 研宄表明，DCA -般口服给药就可以达100%的生物利用率。在动物及人类身上的 研宄显示DCA本身对正常细胞的毒性基本可以忽略，临床上DCA的毒副作用发生率并不高， 在40多年的应用历史中，有报道显示患者可能在服用一定剂量的DCA后出现疼痛、麻木、疲 倦等外周神经症状，但这些症状的发生率并不高，而且这些外周神经症状可能与患者的年 龄和基础疾病相关，并且这些症状大多数是可逆的，停药后即自行消失，并不造成不可逆的 器质性损伤。
【发明内容】
[0005] 本发明涉及一种熊果酸衍生物及其应用，具体说是一种熊果酸和糖酵解抑制剂 DCA偶联后形成的一类新的一种兼具抗肿瘤细胞凋亡和代谢双重靶向功能的熊果酸衍生物 及其应用。通过生物利用度好的DCA与水溶性差的熊果酸进行共价偶联，从而改善化合物 的理化性质，以解决熊果酸体内生物利用度低的问题，进一步利用二者抗癌作用机制的不 同，以期获得安全可靠的、兼具抗肿瘤细胞凋亡和代谢双重靶向功能的新型抗肿瘤候选药 物。
[0006] 如式（I)、（II)、（III)所示的熊果酸衍生物
以及上述熊果酸衍生物在制备抗肿瘤药物中的应用。
[0007] 合成技术路线见图1。
[0008] 其中为了简写，用DCA-UA表示式（III)化合物，DCA-UP表示式（I)化合物，DCA-UH 表示式（Π )化合物。
[0009] 本发明的优点在于对天然来源广泛的熊果酸进行结构改造，得到二氯乙酰化的一 系列衍生化合物。该类化合物的在水溶性和在有机溶剂中的溶解性等理化性质方面较UA 相比，均有所提高。体外细胞增殖抑制实验表明，DCA-UP和DCA-UH对肿瘤细胞株的增殖抑 制作用优于熊果酸。同时，该类化合物能明显降低细胞中乳酸和ATP的含量。故该类衍生 物是兼具抗肿瘤细胞凋亡和代谢双重靶向功能的新型抗肿瘤候选药物。
【附图说明】
[0010] 图1.熊果酸二氯乙酰类衍生物化学合成路线； 图2. DCA-UA红外光谱图； 图3. DCA-UP红外光谱图； 图4. DCA-UH红外光谱图； 图5.熊果酸体外细胞增殖抑制实验结果（MTT); 图6 DCA-UA体外细胞增殖抑制实验结果（MTT); 图7 DCA-UP体外细胞增殖抑制实验结果（MTT); 图8 DCA-UH体外细胞增殖抑制实验结果（MTT); 图9.熊果酸二氯乙酰类衍生物溶解性测试； 图10.熊果酸二氯乙酰类衍生物对肿瘤细胞内乳酸生成的影响； 图11.熊果酸二氯乙酰类衍生物对肿瘤细胞内ATP含量的变化。
【具体实施方式】
[0011] 为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合【具体实施方式】对本发明所述的 技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
[0012] 实施例1:DCA-UA的合成 室温下，0.5 g UA溶于20 mL lv/lv吡啶：二氯甲烷混合溶液，加入0.1 eq DMAP，在 磁力搅拌条件下，向前述溶液中缓慢滴加108 μ L二氯乙酰氯，滴加完成后继续搅拌 8-10h。反应完全后，减压蒸除二氯甲烷。向反应瓶中加入100 mL水析出产物，抽滤，用500 mL水洗滤饼至中性，真空干燥，柱层析得DCA-UA. 性状：白色粉末；产率：70. 51% IR数据：见2 HRMS :理论值：565. 2857 m/z 实际值：565. 2860 m/z 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.97 (d，J = 2.9 Hz, 1H)，5. 26 (d，J = 2. 2 Hz, 1H), 4.67 (dd, J = 20. 3, 18.0 Hz, 1H), 2.40 - 2.15 (m, 1H), 2.09 - 1.84 (m, 4H), 1.74 (s, 6H), 1.62 - 1.23 (m, 10H), 1.20 - 0.68 (m, 24H), 0.03 (d, J = 2. 9 Hz, 1H). 实施例2:DCA-UP的合成 室温下，0.5 g DCA-UA溶于20 mL二氯甲烷，在磁力搅拌条件下，向前述溶液中缓慢滴 加0.6mL草酰氯，滴加完成后继续搅拌8-10h。反应完全后，减压蒸除气体和溶剂。磁力 搅拌下，将前述产物溶于20 mL二氯甲烷，并缓慢的向溶有0.4 g哌嗪和100 μ L三乙胺的 20 mL二氯甲烷溶液中滴加。滴加完成后，继续搅拌12h。反应完全后，向反应瓶中补充加 入20 mL二氯甲烷，用50 mL IN HCl溶液萃取反应体系2-4次，直至pH为3-4,分液收集 有机层