异丙肾上腺素及其在药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物方面的应用
【专利摘要】本发明公开了异丙肾上腺素及其在药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物方面的应用，所述异丙肾上腺素的结构式为异丙肾上腺素为一种现有药物，其毒理药理相对比较清晰；研发成本低，推广应用价值大；异丙肾上腺素可以抑制黑素瘤、肺癌、结肠癌的肿瘤细胞的活性，特别适合人恶性黑素瘤的治疗。
【专利说明】
异丙肾上腺素及其在药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物方 面的应用
技术领域
[0001] 本发明涉及异丙肾上腺素及其在药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物方面的应 用，属于抗肿瘤药物技术领域。
【背景技术】
[0002] 异丙肾上腺素，别名喘息定、硫酸异丙肾上腺素、盐酸异丙肾上腺素、异丙基去甲 肾上腺素、异丙肾、治喘灵，是一种非选择性肾上腺素能受体激动剂。常用其盐酸盐，为白 色或类白色结晶性粉末，无臭，味微苦，遇光和空气渐变色，在碱性溶液中更易变色。在水中 易溶，在乙醇中略溶，在氯仿或乙醚中不溶。目前主要用于支气管哮喘及心脏房室传导阻 滞，在临床上应用比较广泛，其有效血药浓度为0.5-2.5ng/mL(2~ΙΟηΜ)。然而，迄今为止， 尚未有异丙肾上腺素作为抗肿瘤药物的活性成分的相关报道。
[0003] 近年来，随着人们生活水平的提高，人们的生活习惯及生活环境等也发生了变化。 高脂饮食、吸烟、电离辐射、空气污染、砷和其他职业因素等导致肿瘤的发病率逐年上升，尤 其是黑色素瘤、肺癌、结肠癌近50年来的发病率和死亡率均明显增高。
[0004] 黑色素瘤是由异常黑素细胞过度增生引发的常见的皮肤肿瘤，恶性程度极高，占 皮肤肿瘤死亡病例的极大部分。多发生于皮肤或接近皮肤的黏膜，也见于软脑膜和脉络膜， 是全球性疾病，发病率逐年增加，每年有十余万新诊断病例。该肿瘤扩散迅速，危害程度高， 预后大多很差，因此早期诊断和及时正确治疗十分重要。肺癌是发病率和死亡率增长最快， 对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一。近50年来许多国家都报道肺癌的发病率和死 亡率均明显增高，男性肺癌发病率和死亡率均占所有恶性肿瘤的第一位，女性发病率占第 二位，死亡率占第二位。肺癌的病因至今尚不完全明确，大量资料表明，长期大量吸烟与肺 癌的发生有非常密切的关系。
[0005] 结肠癌是常见的发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤，好发于直肠与乙状结肠交界 处，以40~50岁年龄组发病率最高，男女之比为2~3:1。发病率占胃肠道肿瘤的第3位。结肠 癌发病的主要原因是高脂肪食谱和纤维素摄入不足。结肠的慢性炎症使肠癌的发生率比一 般人群高。有结肠息肉者，结肠癌发病率是无结肠息肉者的5倍。家族性多发性肠息肉瘤，癌 变的发生率更高。遗传因素可能也参与结肠癌的发病。
[0006] 鉴于以上3种肿瘤的高发病率及严重危害性，所以近年来，黑色素瘤、肺癌、结肠癌 受到了社会及人们的广泛关注，对于黑色素瘤、肺癌、结肠癌的药物治疗研究成为了一个研 究热点，及时挖掘出一个对黑色素瘤、肺癌、结肠癌有良好防治效果的药物至关重要，对于 保障患者的生命健康具有重要意义。
【发明内容】
[0007] 本研究旨在探讨一种多靶点靶向的抗肿瘤药一异丙肾上腺素的新用途。研究发 现，异丙肾上腺素能够抑制恶性黑色素瘤、肺癌、结肠癌等细胞的增殖、侵袭、迀移及肿瘤的 生长。
[0008] 本发明提供异丙肾上腺素及其在药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物方面的应 用，所述异丙肾上腺素的结构式为
[0009] 进一步地，所述肿瘤为黑素瘤、肺癌、结肠癌。
[0010]进一步地，所述肿瘤为黑素瘤。
[0011] 进一步地，所述肿瘤为人恶性黑素瘤。
[0012] 进一步地，所述抗肿瘤药物由活性成分和必要的辅料组成，所述活性成分为异丙 肾上腺素或/和异丙肾上腺素在药学上可接受的盐。
[0013] 本发明首先采用酪氨酸激酶活性抑制体外筛选试验(ELISA法)初步筛选出异丙肾 上腺素对黑色素瘤、肺癌、结肠癌防治作用的分子机制，再分别采用MTS法检测异丙肾上腺 素对细胞增殖的影响、Transwell实验检测异丙肾上腺素对细胞侵袭的影响、划痕实验检测 异丙肾上腺素对细胞迀移的影响、裸鼠皮下成瘤及Balbc白鼠肺转移模型实验检测异丙肾 上腺素对黑色素瘤肿瘤生长及转移的抑制作用。结果发现，低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ) 能够抑制黑色素瘤、肺癌、结肠癌细胞的增殖、侵袭及迀移，异丙肾上腺素能够抑制皮肤黑 色素瘤肿瘤的生长及转移，并且通过 Flt-l、VEGFR2、VEGFR-3、PDGFR-0、RET、C-Kit、Flt-3、 EGFR、ErbB2、ErbB4、EGFR/T790M/L858R、c-Src、ABL、EPH-A2、IGFlR、FGFRl、BTK 等分子机制 起作用，同时异丙肾上腺素能够逆转恶性黑色素瘤的耐药性，对耐药性黑素瘤也有防治效 果。
[0014] 本发明的有益效果是，异丙肾上腺素为一种现有药物，其毒理药理相对比较清晰； 研发成本低，推广应用价值大;异丙肾上腺素可以抑制黑素瘤、肺癌、结肠癌的肿瘤细胞的 活性，特别适合人恶性黑素瘤的治疗。
【附图说明】
[0015] 图la和图lb实际为一个图表的两部分，合称为图1。图1表不酪氨酸激酶活性抑制 体外筛选试验(ELISA法)初步筛选出异丙肾上腺素对黑色素瘤、肺癌、结肠癌防治作用的分 子机制。当抑制率多50%时表示药物有效，从图1中可以看出低剂量的异丙肾上腺素（ΙμΜ) 能够抑制酪氨酸激酶 FI t-1、VEGFR2、VEGFR-3、PDGFR-β、RET、C-K i t、FI t-3、EGFR、ErbB2、 ErbB4、EGFR/T790M/L858R、c-Src、ABL、EPH-A2、IGF1R、FGFR1、BTK 的活性。（筛选方法：酶联 免疫吸附测定(ELISA)酪氨酸激酶:酶谱;作用时间：lh;结果评定:无效：10μΜ〈50% ;有效： 10μΜ^50%)；
[0016] 图2a表示不同浓度的异丙肾上腺素在不同时间对人恶性黑素瘤Α375细胞增殖的 抑制作用；图2b表示不同浓度的异丙肾上腺素在不同时间对肺癌A549细胞增殖的抑制作 用；图2c表示不同浓度的异丙肾上腺素在不同时间对结肠癌HCT116细胞增殖的抑制作用； 图2d表示不同浓度的异丙肾上腺素在不同时间对人恶性黑素瘤SK-mel-28细胞增殖的抑制 作用；图2e表示不同浓度的异丙肾上腺素在不同时间对恶黑耐药株RA细胞增殖的抑制作 用，说明异丙肾上腺素能够逆转恶性黑色素瘤的耐药性，即对耐药性黑素瘤也有防治效果。 图2f表示不同浓度维罗非尼能够抑制人恶性黑素瘤A375细胞的增殖；图2g表示与图2f相比 较，不同浓度维罗非尼对人恶黑耐药株RA的增殖无明显抑制作用，从而进一步验证RA的耐 药性。
[0017] 图3a-l表示低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)抑制人恶性黑素瘤A375细胞的侵袭及 其对照；图3a-2表示图3a-l的细胞数量(cell counts)的柱形图；从柱形图上可以看出，相 对于对照组(ΟμΜ)，实验组异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)作用于A375细胞24h后，细胞侵袭能力明显 降低，细胞数量减少，差异有统计学意义。图3b-l表示低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)抑制 肺癌Α549细胞的侵袭及其对照；图3b-2表示图3b-l的细胞数量(cel 1 counts)的柱形图；从 柱形图上可以看出，相对于对照组(〇μΜ)，实验组异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)作用于肺癌A549细 胞24h后，细胞侵袭能力明显降低，细胞数量减少，差异有统计学意义。图3c-l表示低剂量的 异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)能够抑制结肠癌HCT116细胞的侵袭及其对照；图3c-2表示图3c-l的 细胞数量(cell counts)的柱形图；从柱形图上可以看出，相对于对照组(ΟμΜ)，实验组异丙 肾上腺素（ΙΟΟηΜ)作用于结肠癌HCT116细胞24h后，细胞侵袭能力明显降低，细胞数量减少， 差异有统计学意义。图3d-l表示低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)抑制人恶性黑素瘤SK-mel-28细胞的侵袭及其对照；图3d-2表示图3d-l的细胞数量(cel 1 counts)的柱形图；从柱形图 上可以看出，相对于对照组（〇μΜ)，实验组异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)作用于人恶性黑素瘤SK-mel-28细胞24h后，细胞侵袭能力明显降低，细胞数量减少，差异有统计学意义。（注:①η = 3,各实验组与对照组比较，***Ρ〈0.001;②各图结晶紫染色图片显微镜倍数为X 100;③各 柱形图的横坐标表示浓度，纵坐标表示细胞数量）。
[0018] 图4a表示低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)能够抑制人恶性黑素瘤Α375细胞的迀 移；图4b表示低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)能够抑制肺癌Α549细胞的迀移；图4c表示低剂 量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)能够抑制结肠癌HCT116细胞的迀移；图4d表示低剂量的异丙肾 上腺素（ΙΟΟηΜ)能够抑制人恶性黑素瘤SK-mel-28细胞的迀移。图4e表示低剂量的异丙肾上 腺素(ΙΟΟηΜ)能够抑制人恶性黑素瘤耐药株RA细胞的迀移。
[0019] 图5a表示异丙肾上腺素能够抑制SK-mel-5细胞诱导的恶性黑色素瘤肿瘤的生长， 并且呈剂量依赖性，随着剂量增加，高剂量组(30mg/kg)较低剂量组（10mg/kg)治疗效果更 明显。图5b表示钝性剥离瘤体并用直尺测量瘤体大小，从图上可以看出异丙肾上腺素能够 抑制恶性黑色素瘤肿瘤的生长，对照组7只全都成瘤，而低剂量组（10mg/kg)7只中有2只小 鼠无肿瘤生长，并且其余5只小鼠皮下肿瘤大小较对照组小。高剂量组(30mg/kg)ll只中有7 只无肿瘤生长，其余4只小鼠皮下肿瘤大小较对照组明显减小，治疗效果显著。图5c表示测 量瘤体大小后做曲线图，从图上可以看出，随着异丙肾上腺素治疗时间延长，小鼠肿瘤大小 较对照组减小明显，并且高剂量组(30mg/kg)较低剂量组（10mg/kg)治疗效果更明显，呈剂 量依赖性(注:横坐标表示天数，纵坐标表示肿瘤大小，control表示对照组）。图5d表示治疗 组与对照组所有裸鼠的体重均正常增长，说明异丙肾上腺素无明显毒副作用(注:横坐标表 示天数，纵坐标表示小鼠体重，control表示对照组，ISO表示异丙肾上腺素，其对应为实验 组)。
[0020] 图6a表示异丙肾上腺素能够抑制人恶性黑色素瘤肿瘤的体内转移，从图上可以看 出，在60mg/kg剂量的异丙肾上腺素治疗6次后，小鼠肺部肿瘤结节数明显少于对照组 (control)，治疗效果显著。图6b表示根据数小鼠肺部肿瘤结节数（number of tumor nodules)所做的柱形图，从图中可以看出，实验组（60mg/kg异丙肾上腺素）较对照组 (control)肺部肿瘤结节数明显减少，差异显著(注:横坐标表示分组，纵坐标表示小鼠肺部 结节数，control表示对照组）。图6c表示取小鼠肺组织包埋切片后进行HE染色，结果显示异 丙肾上腺素能够抑制恶性黑色素瘤肿瘤的体内转移，实验组(60mg/kg异丙肾上腺素)较对 照组(control)肺部肿瘤结节数明显减少，治疗效果明显（注:HE染色肺部组织显微镜倍数 为X 100，ISO表示异丙肾上腺素）。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实验材料
[0023] 细胞系：人恶性黑素瘤六375、31(1161-28、31(1161-5、816?10细胞株，肺癌4549细胞 株，结肠癌HCT116细胞株及恶黑耐药株RA均为本实验室所保存。异丙肾上腺素（编号 1129810,纯度彡99%)购自上海阿拉丁生物科技股份有限公司。PBS溶解至相应浓度母液 于-20°C保存。高糖DMEM培养基、胎牛血清、胰酶均购自美国Hyclone公司，基质胶Matrigel 购自美国BD公司。C〇2培养箱购自美国Thermo公司，倒置显微镜购自日本Olympus公司，台式 离心机购自美国BECKMAN公司。
[0024]实验方法
[0025] 1、细胞培养:八375、51(1161-28、51(1161-5、816卩10^549、!1(：1'116均用含10%胎牛血 清的DMEM，耐药株RA用含2μΜ维罗非尼、10 %胎牛血清的DMEM，常规37 °C、5 % C02培养箱中培 养，取对数生长期细胞进行试验。
[0026] 2、MTS法检测异丙肾上腺素对细胞增殖的影响：分试验组和对照组，每组设5个复 孔。试验组加入异丙肾上腺素原液（1 〇μΜ)，终浓度分别为InM、1 OnM、100ηΜ，对照组加等量的 PBS。分别于24、48、72h加入MTS并于培养箱孵育2h，然后酶标仪检测490nm波长下的各孔吸 光度值(0D)。
[0027] 3、Transwell实验检测异丙肾上腺素对细胞侵袭的影响：用24孔Transwell小室， 按说明书方法进行。每组设3个复孔。实验组细胞分别加入含100nM异丙肾上腺素的培养液， 对照组加等量roS。下室按600μ1/孔加入趋化液(DMEM+20 %FBS)。置于培养箱中孵育24h。倒 置显微镜下观察穿膜细胞数。于100倍光镜下分别选取5个视野(上、下、左、右和中间）照相， 计数。
[0028] 4、划痕实验检测异丙肾上腺素对细胞迀移的影响：分别将各细胞(5X105/ml)接 种到6孔板，每孔500μ1，于培养箱中孵育。待细胞生长至70~80%，用200微升的枪头垂直孔 板轻轻直线刮除细胞，PBS缓冲液冲洗2次，除去所刮除细胞及细胞碎片。实验组分别加入含 100ηΜ异丙肾上腺素的培养液，对照组加等量PBS。倒置显微镜下观察，100倍光镜下照相。继 续于培养箱孵育24h、48h，倒置显微镜下观察，100倍光镜下照相，计数各组划痕部位迀移来 的细胞数。
[0029] 5、裸鼠皮下成瘤模型：
[0030]用人恶性黑色素瘤SK-mel-5细胞做裸鼠（雌性，4-6W)皮下成瘤。SK-mel-5细胞(2 X106)用无血清DMEM培养基重悬，做裸鼠皮下成瘤。每周称重，每周2次测量肿瘤大小，当肿 瘤长至约1mm 3时，随机分为试验组和对照组，试验组分别给予10mg/kg和30mg/kg剂量的异 丙肾上腺素腹腔注射，对照组予等量的PBS，隔日注射一次。肿瘤大小V=(LXHXW)XV6。
[0031] 6、Balbc白鼠肺转移模型：
[0032] 用人恶性黑色素瘤B16F10细胞做Balbc白鼠（雌性，4-6W)肺转移模型。B16F10细胞 (3X105)用无血清DMEM培养基重悬，做Balbc白鼠尾静脉注射。随机分为试验组和对照组， 试验组分别给予60mg/kg剂量的异丙肾上腺素腹腔注射，对照组予等量的PBS，隔日注射一 次。每周称重。
[0033] 7、统计学处理:数据以x±s表示，采用SPSS17.0软件进行统计学分析，组间比较用 t检验。各组与对照组比较，P〈0.05为差异统计学意义。
[0034]实验结果：
[0035] -、酪氨酸激酶活性抑制体外筛选试验(ELISA法)初步筛选出异丙肾上腺素对黑 色素瘤、肺癌、结肠癌防治作用的分子机制
[0036] 结果表明低剂量的异丙肾上腺素（ΙμΜ)能够防治黑色素瘤、肺癌、结肠癌，并且通 过FIt-1、VEGFR2、VEGFR-3、PDGFR-β、RET、C-Ki t、FIt-3、EGFR、ErbB2、ErbB4、EGFR/T790M/ L858R、c-Src、ABL、EPH-A2、IGF1R、FGFR1、BTK等分子机制起作用（图 la和图 lb)。
[0037] 二、MTS检测不同浓度异丙肾上腺素对各细胞增殖的抑制作用
[0038] 结果表明异丙肾上腺素能够抑制人恶性黑素瘤A375、SK-mel-28细胞，肺癌A549细 胞，结肠癌HCT116细胞及恶黑耐药株RA细胞的增殖（图2a-图2g)。异丙肾上腺素分别在10nM ~5μΜ浓度范围内对八375、31(1161-28^549、!1(：1'116、1^细胞活性抑制作用呈量效关系，在0 ~72h内呈时效关系。与对照组相比，差异有统计学意义(Ρ〈0.05)。
[0039]三、Transwell实验检测异丙肾上腺素对各细胞侵袭的影响
[0040] 结果表明，低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)处理人恶性黑素瘤A375、SK-mel-28细 胞，肺癌A549细胞，结肠癌HCT116细胞24h，实验组细胞侵袭数量低于对照组，差异有统计学 意义（林冲〈0.001)，说明低剂量的异丙肾上腺素（1001^)能抑制4 375、11161-28、4549、 HCT116细胞侵袭（图3a-图3d)。异丙肾上腺素抑制人恶性黑素瘤SK-mel-28细胞的效果最 佳。
[0041] 四、划痕实验检测异丙肾上腺素对各细胞迀移的影响
[0042] 结果表明，低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)分别处理人恶性黑素瘤A375、SK-mel-28细胞，肺癌A549细胞，结肠癌HCT116细胞及恶黑耐药株RA细胞24h、48h后，实验组细胞迀 移能力低于对照组，差异有统计学意义(*P〈〇.05)，说明低剂量的异丙肾上腺素（ΙΟΟηΜ)能 抑制八375、51(-11161-28、八549、!1(：1'116、1^细胞迀移（图4&-图46)。
[0043] 五、异丙肾上腺素抑制人恶性黑色素瘤肿瘤的生长
[0044] 为研究异丙肾上腺素在体内的抗肿瘤效果，我们用人恶性黑素瘤SK-mel-5细胞做 裸鼠皮下成瘤模型，分别用l〇mg/kg和30mg/kg剂量的异丙肾上腺素对成瘤裸鼠进行腹腔注 射治疗。治疗组结果表明，异丙肾上腺素能够抑制SK-mel-5细胞诱导的肿瘤的生长，并且呈 剂量依赖性，随着剂量增加，高剂量组(30mg/kg)较低剂量组（10mg/kg)治疗效果更明显，差 异有统计学意义(***P〈〇.001)。并且治疗组与对照组所有裸鼠的体重均正常增长，说明异 丙肾上腺素无明显毒副作用（图5a-图5d)。
[0045] 六、异丙肾上腺素抑制人恶性黑色素瘤肿瘤的体内转移
[0046] 为进一步研究异丙肾上腺素在体内的抗肿瘤效果，我们用人恶性黑色素瘤B16F10 细胞做Balbc白鼠肺转移模型。然后用60mg/kg剂量的异丙肾上腺素对实验组进行腹腔注射 治疗。隔日一次，本实验共12天，进行了6次注射治疗，实验组结果表明，异丙肾上腺素能够 抑制B16F10细胞诱导的小鼠肺部恶性黑素瘤的生长，差异有统计学意义(#*P〈0.001)。同 时，我们对小鼠肺组织进行了 HE染色，结果表明，实验组(60mg/kg异丙肾上腺素）小鼠肺部 肿瘤结节数较对照组明显减少，异丙肾上腺素能够抑制人恶性黑色素瘤肿瘤的体内转移， 差异显著（图6a-图6c)。
【主权项】
1. 异丙肾上腺素及其在药学上可接受的盐在制备抗肿瘤药物方面的应用，所述异丙肾 上腺素的结构式戈2. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述肿瘤为黑素瘤、肺癌、结肠癌。3. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述肿瘤为黑素瘤。4. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述肿瘤为人恶性黑素瘤。5. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述抗肿瘤药物由活性成分和必要的辅料组 成，所述活性成分为异丙肾上腺素或/和异丙肾上腺素在药学上可接受的盐。
【文档编号】A61K31/137GK105997963SQ201610424131
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】彭聪, 陈翔, 周优优, 黄遵南
【申请人】中南大学湘雅医院