含哌嗪酸的环肽化合物、其生产方法及其用途与流程

文档序号:31730362发布日期:2022-10-05 01:46阅读:223来源:国知局
1.本公开涉及一种含哌嗪酸(六氢哒嗪-3-羧酸,piperazicacid)的环肽化合物、其生产方法及其抗癌用途。
背景技术
::2.大肠癌(结肠直肠癌,coloncancer)是在大肠粘膜上因身体老化产生的息肉长期得不到治疗而出现恶化,进而引起溃疡和出血的一种疾病。在所有癌症发病率中大肠癌排第二位,目前由于饮食习惯的逐渐西化以及营养状况的改善,其在韩国的发病率也在迅速提高。但是,通常用于大肠癌治疗的抗癌药物伊立替康(irinotecan)、5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil;5-fu)、奥沙利铂(oxaliplatin)、卡培他滨(capecitabine)等不仅会引起抑制骨髓、神经毒性、腹泻等严重的副作用,还会因长期用于治疗而出现耐药性。近年来使用鸡尾酒疗法,即,组合现有用于大肠癌治疗的抗癌药物后施用,但是这种抗癌疗法也会引起严重的副作用,并且在长期用于治疗或癌症复发时出现耐药性,因而其使用有限。因此,对具有新机制的大肠癌治疗药物的需求日益提高。3.哌嗪酸(piperazicacid)的母核是一种由作为前体的l-鸟氨酸(ornithine)生物合成的稀有氨基酸。哌嗪酸于1959年被首次发现后,一直在各种天然物质衍生的肽中被发现(nat.prod.rep.2019,vol.36,no.12,pp.1628-1653)。4.因此,需要寻找包括哌嗪酸母核且抗癌效果优异的新化合物。技术实现要素:5.发明目的6.提供一种包括哌嗪酸母核的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐。7.提供一种细菌,其用于生产包括哌嗪酸母核的肽化合物、该肽化合物的立体异构体、溶剂化物或药用盐。8.提供一种生产方法,其用于生产包括哌嗪酸母核的肽化合物、该肽化合物的立体异构体、溶剂化物或药用盐。9.提供一种药物组合物,其用于预防或治疗癌症或癌症转移,其包括:包括哌嗪酸母核的肽化合物,该肽化合物的立体异构体、溶剂化物或药用盐。10.提供一种用于预防或治疗癌症或癌症转移的方法,其利用包括哌嗪酸母核的肽化合物、该肽化合物的立体异构体、溶剂化物或药用盐,所述肽化合物包括哌嗪酸母核。11.技术方案12.提供一种由化学式1表示的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐。13.[化学式1][0014][0015]在所述化学式1中,y可以是哌嗪酸(piperazicacid)。哌嗪酸也被称为六氢哒嗪-3-羧酸(hexahydropyridazine-3-carboxylicacid)。所述哌嗪酸的羧基可以通过肽键连接到另一个氨基酸。所述哌嗪酸的哌嗪环可以通过肽键连接到另一个氨基酸。在所述化学式1中,x1可以是选自由丝氨酸(ser)、苏氨酸(thr)、半胱氨酸(cys)以及酪氨酸(tyr)所组成的组中的氨基酸。在所述氨基酸的肽键中,n可以未被取代或者被c1至c20烷基取代。所述c1至c20烷基可以是例如甲基。所述x1可以是ser或者ser的肽键中n被甲基所取代的n-甲基-ser。[0016]在所述化学式1中,x2可以是选自由亮氨酸(leu)、甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)、缬氨酸(val)、异亮氨酸(ile)以及蛋氨酸(met)所组成的组中的氨基酸。所述x2可以是亮氨酸(leu)。[0017]在所述化学式1中,x3可以是苯丙氨酸(phe)或色氨酸(trp)的氨基酸。在所述氨基酸的肽键中的n可以未被取代或者被c1至c20烷基所取代。所述c1至c20烷基可以是例如甲基。所述x3可以是phe或者phe的肽键中的n被甲基所取代的n-甲基-phe。[0018]在所述化学式1中,x4可以是选自由丙氨酸(ala)、甘氨酸(gly)、缬氨酸(val)、亮氨酸(leu)、异亮氨酸(ile)以及蛋氨酸(met)所组成的组中的氨基酸。所述x4可以是ala。[0019]在所述化学式1中,x5可以是选自由缬氨酸(val)、甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)、亮氨酸(leu)、异亮氨酸(ile)以及蛋氨酸(met)所组成的组中的氨基酸。在所述氨基酸的肽键中,n可以未被取代或者被c1至c20烷基所取代。所述c1至c20烷基可以是例如甲基。所述x5可以是val或者val的肽键中n被甲基所取代的n-甲基-val。[0020]在所述化学式1中,x6可以是β-氨基酸或天冬氨酸(asp)。β-氨基酸是羧基和氨基之间夹入一个碳的化合物,是指β碳(βcarbon)上的氨基连接至羧基的氨基酸。所述β-氨基酸可以是β-ala或β-leu。β-ala可以通过天冬氨酸1-脱羧酶(aspartate1-decarboxylase)从天冬氨酸生物合成。[0021]在所述化学式1中,x7可以是选自由丙氨酸(ala)、甘氨酸(gly)、缬氨酸(val)、亮氨酸(leu)、异亮氨酸(ile)以及蛋氨酸(met)所组成的组中的氨基酸。在所述氨基酸的肽键中,n可以未被取代或者被c1至c20烷基所取代。所述c1至c20烷基可以是例如甲基。所述x7可以是ala或者ala的肽键中n被甲基所取代的n-甲基-ala。[0022]在所述化学式1中,x8可以是选自由异亮氨酸(ile)、缬氨酸(val)、甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)、亮氨酸(leu)以及蛋氨酸(met)所组成的组中的氨基酸。所述x8可以是ile或val。[0023]在所述化学式1中,x9以是苯丙氨酸(phe)或色氨酸(trp)的氨基酸。在所述氨基酸的肽键中,n可以未被取代或者被c1至c20烷基所取代。所述c1至c20烷基可以是例如甲基。所述x9可以是phe、trp、phe的肽键中n被甲基所取代的n-甲基-phe,或者trp的肽键中n被甲基所取代的n-甲基-trp。[0024]所述“未取代”或“取代”中的术语“取代”是指有机化合物中的一个或多个氢原子被另一个原子团取代而形成衍生物时,取代氢原子而被引入,取代基则是指被引入的原子团。[0025]术语“烷基(alkyl)”是指完全饱和的支链或非支链(或者直链或线性)烃。所述烷基可以是c1至c20、c1至c15、c1至c10或c1至c5烷基。例如,所述烷基是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基(sec-butyl)、正戊基、异戊基、新戊基、异戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基或正庚基。[0026]术语“肽化合物(peptidecompound)”是指包括肽的化合物。肽(peptide)是两个或更多个氨基酸通过羧基和氨基基团之间的肽键连接的化合物。根据氨基酸的组成数量,称作二肽(dipeptide)、三肽(tripeptide)、四肽(tetrapeptide)等,将具有约10个或更少肽键的肽称作寡肽(oligopeptide),将具有更多个肽键的肽称作多肽(polypeptide)。[0027]所述肽化合物是化合物的两端连接而形成环的化合物。所述肽化合物可以被称作环(cyclic)肽化合物。[0028]所述肽化合物可以是,与由化学式1表示的化合物具有大于或等于约99%、大于或等于约95%、大于或等于约90%、大于或等于约80%、大于或等于约70%、大于或等于约60%、或者大于或等于约50%序列同一性的化合物。在所述肽化合物中,每个氨基酸的羧基、氨基或侧链(r基)可以被卤素原子、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、乙酰氨基、肼基、腙基、羧基、磺酰基、氨磺酰基、磺酸基、磷酸基团、c1至c5烷基、c1至c5烷氧基、c2至c5烯基、c1至c5炔基、c3至c10环烷基、c6至c10芳基、c6至c10杂芳基、c6至c20芳烷基、c6至c20杂芳烷基,或它们的组合所取代。[0029]由所述化学式1表示的肽化合物可以由化学式2至化学式6中的任一个化学式表示:[0030][化学式2][0031][0032][化学式3][0033][0034][化学式4][0035][0036][化学式5][0037]以及[0038][化学式6][0039][0040]术语“立体异构体”中的“异构体(isomer)”是指具有相同的分子式但分子中构成原子的连接方式或空间排列不同的化合物。例如,异构体包括结构异构体(structuralisomers)和立体异构体(stereoisomer)。所述立体异构体可以是非对映异构体(diasteromer)或对映异构体(enantiomer)。对映异构体是指,犹如左右手的关系般镜像不重叠的异构体,其也被称作旋光异构体(opticalisomer)。当手性中心碳的四个或更多取代基彼此不同时,对映异构体分为r(rectus:顺时针)和s(sinister:逆时针)。非对映异构体是指非镜像关系的立体异构体,由于原子的空间排列方式不同,其可分为顺反异构体。[0041]术语“溶剂化物(solvate)”是指在有机或无机溶剂中溶剂化的化合物。例如所述溶剂化物是水合物。[0042]术语“盐”是指化合物的无机和有机酸加成盐。所述药用盐可以是不会对施用化合物的生物体带来严重刺激,并且不损害化合物的生物活性和物理性质的盐。所述无机酸盐可以是盐酸盐、溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐或二硫化物(disulfide)。所述有机酸盐可以是甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、乳酸盐、草酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、柠檬酸盐、富马酸盐、苯磺酸盐、樟脑磺酸盐、乙二磺酸盐、三氯乙酸盐、三氟乙酸盐、苯甲酸盐、葡萄糖酸盐、甲磺酸盐、乙醇酸盐、琥珀酸盐、4-甲苯磺酸盐、半乳糖醛酸盐、恩波酸盐(embonate)、谷氨酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐或天冬氨酸盐。金属盐可以是钙盐、钠盐、镁盐、锶盐或钾盐。[0043]另一方面提供一种链霉菌属(streptomycessp.)pc5菌株(保藏号:kctc14117bp)。[0044]所述菌株可以生产根据一方面的肽化合物、立体异构体、溶剂化物或药用盐。[0045]所述菌株包括其变体。例如,变体可以是由自然突变或人工突变所引起的变体。[0046]人工突变可通过紫外线等物理诱变或碱化合物等化学诱变剂而产生。[0047]所述菌株包括菌株的孢子、菌体或其培养物。[0048]另一方面提供一种制备根据一方面的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐的方法,其包括:培养链霉菌属pc5菌株(保藏号:kctc14117bp);以及从所述培养液中分离根据一方面的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐。链霉菌属pc5菌株、肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐如上所述。[0049]所述方法包括培养链霉菌属pc5菌株(保藏号:kctc14117bp)。培养步骤可以是在液体培养基或固体培养基中培养菌株。例如,培养基可以包括作为碳源的葡萄糖、淀粉糖浆、糊精、淀粉、糖蜜、动物油或植物油。例如,培养基可以包括作为氮源的麸皮、豆粕、小麦、麦芽、棉籽粕(cottonseedmeal)、鱼饼(fishscrap)、玉米浆、肉汁、酵母提取物、麦芽提取物、硫酸铵、硝酸钠或尿素。[0050]培养可以在需氧条件下通过振荡或静置培养。例如,培养温度可以是约20℃至约40℃、约25℃至约37℃、约28℃至约35℃或约30℃。例如,培养时间可以是约1天至约4个月、约1天至约2个月、约1天至约6周、约1天至约1个月、约1天至约2周或约1天至约1周。[0051]所述方法包括从培养液中分离由化学式1表示的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐。[0052]分离步骤可以包括对培养液进行浓缩、离心、过滤或色谱(层析,chromatography)。例如,根据固定相,色谱可以是柱色谱、平面色谱(planarchromatography)、纸色谱或薄层色谱。例如,根据流动相的物理性质,色谱可以是气相色谱、液相色谱或亲和色谱。例如,液相色谱可以是高效液相色谱(hplc)。例如,根据分离方法,色谱可以是离子交换色谱或尺寸排阻色谱。[0053]例如,色谱可以是正相色谱或反相色谱。[0054]另一方面提供一种药物组合物,其用于预防或治疗癌症或癌症转移,且包括根据一方面的肽化合物,该肽化合物的立体异构体、溶剂化物或药用盐。[0055]肽化合物、立体异构体、溶剂化物以及药用盐如上所述。[0056]所述癌症可以是实体癌或非实体癌。例如,实体癌是指肿瘤发生在肝脏、肺、乳房以及皮肤等器官。非实体癌是发生在血液里的癌症,也被称作血癌。例如,所述癌症可以是肝内胆管癌、肝癌、甲状腺癌、结肠癌、睾丸癌、骨髓增生异常综合征、胶质母细胞瘤、口腔癌、蕈样肉芽肿、急性髓细胞性白血病、慢性髓性白血病、急性淋巴细胞性白血病、慢性淋巴细胞性白血病、基底细胞癌、卵巢上皮癌、卵巢生殖细胞肿瘤、男性乳腺癌、脑肿瘤、垂体腺瘤、多发性骨髓瘤、胆囊癌、胆道癌、大肠癌、视网膜母细胞瘤、脉络膜黑色素瘤、壶腹周围癌、膀胱癌、腹膜癌、甲状旁腺癌、肾上腺癌、非小细胞肺癌、舌癌、星形细胞瘤、小细胞肺癌、小儿脑瘤、小儿淋巴瘤、儿童白血病、小肠癌、脑膜瘤、食道癌、神经胶质瘤、神经母细胞瘤、肾输尿管癌、肾癌、恶性软组织肿瘤、恶性骨肿瘤、恶性淋巴瘤、恶性间皮瘤、恶性黑色素瘤、眼部肿瘤、外阴癌、尿道癌、原发灶不明癌、胃淋巴瘤、胃癌、胃类癌、胃肠道间质瘤、肾母细胞瘤、乳腺癌、肉瘤、阴茎癌、咽癌、妊娠性绒癌、宫颈癌、子宫内膜癌、子宫肉瘤、前列腺癌、转移性脑肿瘤、直肠癌、直肠类癌、阴道癌、脊髓肿瘤、听神经瘤、胰腺癌、唾液腺癌、扁桃体癌、鳞状细胞癌、肺腺癌、肺癌、肺鳞状细胞癌、皮肤癌、肛门癌、喉癌或它们的组合。例如,所述癌症可以是肺癌、大肠癌、乳腺癌、肝癌、胃癌或白血病。转移(metastasis)是指癌细胞扩散到远离原发部位的其它组织。转移可以是上皮细胞间质转型(epithelial-mesenchymaltransition:emt)。[0057]由化学式1表示的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐可用于调节癌细胞的细胞周期、诱导癌细胞凋亡(apoptosis)、抑制转移(metastasis)或它们的组合。癌细胞的细胞周期调节可以是g2/m期停滞(arrest)或subg1期积累。所述癌症可以是对抗癌药物(抗癌试剂)具有耐药性的癌症。术语“抗癌药物耐药性”中的“抗癌药物”是指,用于诸如缩小、抑制以及去除恶行肿瘤等治疗恶行肿瘤的化学物质。例如,所述抗癌药物可以是烷化药物(alkylatingagents)、抗代谢物(antimetabolites)、天然物质、激素及其拮抗剂、靶向治疗药物或它们的组合。例如,所述抗癌药物是氟尿嘧啶(fluorouracil:5-fu)、伊立替康(irinotecan)、依托泊苷(etoposide)、吉西他滨(gemcitabine)以及紫杉醇(paclitaxel)。术语“耐药性(drug-resistance)”是指,对抗癌药物的疗法表现出极低的敏感性,因而通过所述疗法,癌症症状无法出现症状改善、缓和、减轻或治疗。抗癌药物耐药性可通过以下方式表现,癌细胞可以从一开始就对特定抗癌药物具有耐药性,或者一开始未表现出耐药性,但癌细胞因长时间治疗而发生变化,从而对该抗癌药物不再表现出敏感性,由此可以获取耐药性。[0058]术语“预防”是指,通过施用组合物来抑制疾病或延迟发病的所有行为。术语“治疗”是指,通过施用组合物来改善或有益地改变疾病症状的所有行为。[0059]所述药物组合物可以进一步包括具有抗癌活性的已知活性成分。具有抗癌活性的已知活性成分可以是抗癌药物。所述抗癌药物可以是5-氟尿嘧啶、伊立替康、依托泊苷、奥沙利铂(oxaliplatin)、亚叶酸(leucovorin)、卡培他滨(capecitabine)或它们的组合。由所述化学式1表示的化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐以及所述抗癌药物可以是用于同时或依次施用的单一组合物或单独组合物。[0060]所述药物组合物可以进一步包括载体、赋形剂或稀释剂。例如,载体、赋形剂以及稀释剂可以包括乳糖、右旋糖、蔗糖、山梨醇、甘露醇、木糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇、淀粉、阿拉伯树胶、海藻酸盐、明胶、磷酸钙、硅酸钙、纤维素、甲基纤维素、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、水、羟基苯甲酸甲酯、羟基苯甲酸丙酯、滑石、硬脂酸镁或矿物油。[0061]所述药物组合物可以分别根据常规方法以散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂、混悬剂、乳剂、糖浆、气雾剂等口服剂型,或外用剂、栓剂或灭菌注射液等形式制剂化。当制剂化时,可使用常用的填充剂、增量剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、表面活性剂等稀释剂或赋形剂来制备。[0062]在所述药物组合物中,用于口服施用的固体剂型可以是片剂、丸剂、散剂、颗粒剂或胶囊剂。所述固体剂型可以进一步包括赋形剂。例如,赋形剂可以是淀粉、碳酸钙(calciumcarbonate)、蔗糖(sucrose)、乳糖(lactose)或明胶。另外,所述固体剂型可以进一步包括硬脂酸镁或诸如滑石等润滑剂。在所述药物组合物中,用于口服施用的液体剂型可以是混悬剂、口服溶液剂、乳剂或糖浆剂。所述液体剂型可以包括水或液体石蜡。所述液体剂型可以包括赋形剂,例如,润湿剂、甜味剂、芳香剂或保护剂。在所述药物组合物中,用于肠胃外施用的制剂可以是灭菌水溶液剂、非水性溶剂、混悬剂、乳剂、冻干剂或/和栓剂。非水性溶剂或混悬剂可以包括植物油或酯。例如,植物油可以是丙二醇、聚乙二醇或橄榄油。例如,酯可以是油酸乙酯。栓剂的基质可以是witepsol、聚乙二醇(macrogol)、吐温61、可可脂、月桂脂或甘油明胶。[0063]所述药物组合物可以包括有效量的由化学式1表示的化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐。术语“有效量”是指在施用于需要预防或治疗的个体时,足以显示出预防或治疗效果的量。所属领域的技术人员可以根据被选细胞或个体,适当选择所述有效量。所述药物组合物的优选施用量根据个体的状态和体重、患病程度、药物形式、施用途径和期间而不同,但是可由所属领域的技术人员适当选择。但是,例如,所述化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐能够以约0.0001mg/kg至约100mg/kg、或约0.001mg/kg至约100mg/kg的量施用,每天施用1次至24次,2天或1周内施用1次至7次,或者1个月至12个月内施用1次至24次。在所述药物组合物中,化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐可以相对于组合物总重量占约0.0001重量%至约10重量%,或者约0.001重量%至约1重量%的量。[0064]施用方法可以是口服施用或肠胃外施用。例如,施用方法可以是口服、经皮、皮下、直肠、静脉内、动脉内、腹腔内、肌肉内、胸骨内、局部、鼻内(intranasal)、气管内(intratracheal)或皮内途径。所述组合物可以全身或局部施用,并且可以单独或与另外的药物活性化合物一同施用。[0065]另一方面提供一种用于预防或改善由分枝杆菌属引起的细菌感染或任何相关症状的功能食品,其包括根据一方面的化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐。所述化合物、其立体异构体、溶剂化物、药用盐、由分枝杆菌属引起的细菌感染疾病或任何相关症状以及预防如上所述。[0066]术语“改善”包括使疾病症状出现好转或使其受益的所有行为。[0067]可以通过将由化学式1表示的肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或盐配制成胶囊剂、散剂或混悬剂等,将所述功能食品用作功能食品或添加到各种食品中。例如,所述食品可以是肉类、香肠、面包、巧克力、糖果、零食、饼干、比萨、方便面、其它面条、口香糖、包括冰淇淋在内的乳制品、各种汤、饮料、茶、饮品、酒精饮料、维生素增补剂、功能食品以及保健食品。[0068]另一方面提供一种预防或治疗癌症或者癌症转移的方法,其包括将根据一方面的药物组合物施用于个体。[0069]所述药物组合物、癌症、癌症转移、预防以及治疗如上所述。[0070]所述个体可以是哺乳动物,例如,人、小鼠、大鼠、牛、马、猪、狗、猴、羊、山羊或猫。所述个体可以患有癌症或具有与癌症转移相关的症状或者具有患癌风险。[0071]所述方法可以进一步包括将抗癌药物施用于所述个体。所述抗癌药物可以与由化学式1表示的化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐同时、分别或依次施用于所述个体。[0072]施用方法可以是口服施用或肠胃外施用。例如,施用方法可以是口服、经皮、皮下、直肠、静脉内、动脉内、腹腔内、肌肉内、胸骨内、局部、鼻内(intranasal)、气管内(intratracheal)或皮内途径。所述药物组合物可以全身或局部施用,并且可以单独或与另外的药物活性化合物一同施用。[0073]所述药物组合物的优选施用量根据患者的状态和体重、患病程度、药物形式、施用途径和持续时间而不同,但是可由所属领域的技术人员适当选择。例如,以成人为准,所述施用量可以是约0.001mg/kg至约100mg/kg、约0.01mg/kg至约10mg/kg或约0.1mg/kg至约1mg/kg的范围。所述施用可以是1天1次、1天多次,或者1周1次、2周1次、3周1次,或者4周1次至1年1次。[0074]有益效果[0075]含有哌嗪酸的新肽化合物、其立体异构体、溶剂化物或药用盐具有抗癌、抗转移以及抑制耐药性肿瘤生长的活性,因此可用于预防或治疗各种类型的癌症或癌症转移。附图说明[0076]图1是示出培养链霉菌属(streptomycessp.)pc5菌株的固体培养基的图。[0077]图2a是示出通过流式细胞术检测大肠癌细胞株hct116根据蜣螂酰胺(lenziamide)a浓度(μm)的细胞周期的图,图2b是示出hct116根据蜣螂酰胺a浓度(μm)的细胞周期分布(%)的图。[0078]图3a是示出annexinv/碘化丙啶(propidiumiodide)分析结果的流式细胞图,图3b是示出根据蜣螂酰胺a浓度的细胞状态的图。[0079]图4a是示出肿瘤根据蜣螂酰胺a施用的体积(mm3)的图,图4b是示出异种移植动物模型体重(g)的图,图4c是示出根据蜣螂酰胺a施用量的最终肿瘤重量(g)的图。[0080]图5a是示出在耐药性癌细胞株异种移植动物模型中,根据蜣螂酰胺a、5-fu或组合施用它们的肿瘤体积(mm3)的图;图5b是示出耐药性癌细胞株异种移植动物模型体重(g)的图。[0081]图6a是通过免疫印迹分析来确认转移性大肠癌细胞株的转移相关生物标记物根据蜣螂酰胺a施用的表达的图,图6b是示出在转移性大肠癌细胞株异种移植动物模型中,根据蜣螂酰胺a施用的肿瘤体积(mm3)的图,图6c是示出转移性大肠癌细胞株异种移植动物模型体重(g)的图。具体实施方式[0082]通过以下实施例进一步详细描述本发明。但是,这些实施例仅用于示例性描述,本发明的范围并不限于此。[0083]实施例1.分离蜣螂酰胺(lenziamide)和确认其结构[0084]1-1.分离蜣螂酰胺生产菌株[0085]作为蜣螂酰胺(lenziamide)生产菌株的链霉菌属(streptomycessp.)pc5菌株是从婪嗡蜣螂(onthophaguslenzii)外皮分离的菌株。从放线菌分离固体培养基(每1l无菌水2g酪蛋白酸钠(sodiumcaseinate)、0.1g天冬酰胺、4g丙酸钠、0.5g磷酸氢二钾、0.1g硫酸镁、0.001g硫酸亚铁以及15g琼脂粉末)中分离pc5菌株(图1)。根据16srdna序列分析结果,该菌株被鉴定为链霉菌属。将该菌株命名为链霉菌属pc5菌株,并于2020年1月29日将所述菌株保藏至kctc-韩国典型培养物保藏中心,韩国生命工学研究院(kribb)(保藏号:kctc14117bp)。[0086]1-2.培养链霉菌属pc5菌株[0087]将链霉菌属pc5菌株平铺于灭菌酵母提取物-麦芽提取物(yeme)固体培养基(每1l蒸馏水4g酵母提取物、10g麦芽提取物、4g葡萄糖以及18g琼脂)后,在约30℃下培养约4周。[0088]将培养后的pc5菌株的孢子接种至50ml体积的yeme液体培养基(每1l蒸馏水4g酵母提取物、10g麦芽提取物以及4g葡萄糖)后,以200rpm振荡并在30℃下培养约8天。将5ml的培养液接种至200ml体积的改良的yeme液体培养基(每1l蒸馏水4g酵母提取物、10g麦芽提取物、4g葡萄糖以及1g腐植酸)后,以170rpm并在30℃条件下培养约5天。[0089]1-3.分离和纯化蜣螂酰胺[0090]得到通过实施例1-2培养的pc5菌株的培养物。[0091]在放置于支架的分液漏斗中,放入1l培养终止的pc5菌株培养液和约1.5l体积的乙酸乙酯(etoac,daejunghwageumco.,ltd.)后,用盖子封住并上下左右摇晃3分钟,从而进行一次提取。然后将其重新放置于支架,待水层和etoac层完全分离后,打开分液漏斗的阀去除水层。在水层中添加新的etoac后,利用相同的方式进行重复提取。etoac层另外保存至干净的烧瓶中,添加无水硫酸钠(daejunghwageumco.,ltd.)以去除培养流体中剩余的水,然后滤过数层干净的纱布以去除杂质。将去除水分的etoac层重新转移至3l体积的圆底烧瓶中,然后使用真空干燥器进行减压干燥。共培养150l的菌株,提取后得到约5g粗提取物。[0092]为了从pc5菌株提取物纯化蜣螂酰胺,首先使用开放柱进行反相分级。用20%(v/v)甲醇(meoh)/80%(v/v)h2o稳定装有c18树脂的开放柱后,将吸附在celite545上的提取物填充在其上。分别用20%(v/v)、40%(v/v)、60%(v/v)、80%(v/v)、100%(v/v)的甲醇溶剂对提取物进行分级。将蜣螂酰胺a分布的80%(v/v)和100%(v/v)级分转移至3l体积的圆烧瓶后进行减压干燥。[0093]为了从干燥后的80%(v/v)和100%(v/v)甲醇级分中得到纯蜣螂酰胺a,进行hplc(high-performanceliquidchromatography),并通过以下3个步骤进一步进行纯化。(1)使用反相柱(c18ymc-packods-as-5μm250×10.0mm),以50%(v/v)至80%(v/v)的添加0.1%(v/v)甲酸的乙腈(acn)/水溶液的浓度梯度(流速:2ml/分钟,检测:uv210nm)进行洗脱约50分钟。蜣螂酰胺a、b、c、d、e分别在约31分钟、约26分钟、约28分钟以及约23分钟的级分中得到确认。[0094](a-2)在使用反相柱(c18ymc-packods-as-5μm250×10.0mm)以及添加0.1%(v/v)甲酸的76%(v/v)甲醇/水溶液的等浓度(aqisocratic)条件(流速:2ml/分钟,检测:uv230nm)下,对减压干燥31分钟的级分进行进一步分级。蜣螂酰胺a在约28分钟的级分中得到确认。[0095](a-3)将减压干燥28分钟的级分以与(a-2)过程相同的条件再次进行分级,从而得到纯蜣螂酰胺a。通过重复试验,从约5g粗提取物获得约100mg的蜣螂酰胺a。[0096](b-2)使用氰基柱(cnymc-packs-5μm250×4.6mm)并以添加0.1%(v/v)甲酸的40%(v/v)至70%(v/v)甲醇/水溶液的浓度梯度(流速:0.8ml/分钟,检测:uv230nm)的条件,对减压干燥约26分钟的级分进行进一步分级约40分钟。在约25分钟的级分中得到纯蜣螂酰胺b。[0097](c-2)使用氰基柱(cnymc-packs-5μm250×4.6mm)并以添加0.1%(v/v)甲酸的40%(v/v)至70%(v/v)甲醇/水溶液的浓度梯度(流速:0.8ml/分钟,检测:uv230nm),对减压干燥约28分钟的级分进行进一步分级约40分钟。在约27分钟的级分中得到纯蜣螂酰胺c。[0098](d-2)使用氰基柱(cnymc-packs-5μm250×4.6mm)并以添加0.1%(v/v)甲酸的40%(v/v)至70%(v/v)甲醇/水溶液的浓度梯度(流速:0.8ml/分钟,检测:uv230nm),对减压干燥约23分钟的级分进行进一步分级约40分钟。在约23分钟的级分中得到纯蜣螂酰胺d,在约21分钟的级分中得到掺有杂质的蜣螂酰胺e。[0099](e-3)在使用反相柱(c18(2)luna5μm250×4.6mm)以及添加0.1%(v/v)甲酸的73%(v/v)甲醇/水溶液的等浓度(流速:0.8ml/分钟,检测:uv230nm)条件下,针对在得到纯蜣螂酰胺d的过程中获取的减压干燥约21分钟的级分进行进一步分级。在约21分钟的级分中得到纯蜣螂酰胺e。[0100]1-4.确认蜣螂酰胺的化学结构[0101]基于1d和2d核磁共振(nuclearmagneticresonance,nmr)光谱确认蜣螂酰胺a的结构。核磁共振光谱(1hnmr,13cnmr)使用bruker公司的500mhznmr,且溶剂使用丙酮-d6。[0102]将通过核磁共振光谱确认的蜣螂酰胺a的结构位置示于表1。[0103][蜣螂酰胺a][0104](1)分子式:c57h87n11o11[0105](2)分子量:1101[0106](3)颜色:透明[0107](4)1h-nmr(丙酮-d6,850mhz):参考表1[0108](5)13c-nmr(丙酮-d6,212.5mhz):参考表1[0109][表1][0110][0111][0112][0113]通过核磁共振光谱数据和立体结构分析结果分析的蜣螂酰胺a的化学结构式如下所示。[0114][蜣螂酰胺a][0115][0116]另外,将蜣螂酰胺b至e的化学结构式示于以下。[0117][蜣螂酰胺b][0118][0119][蜣螂酰胺c][0120][0121][蜣螂酰胺d][0122][0123][蜣螂酰胺e][0124][0125]实施例2.确认蜣螂酰胺的抗癌活性[0126]2-1.评估抑制癌细胞生长的活性[0127]从韩国细胞株库(koreancelllinebank,seoul,korea)购买六种癌细胞株,即肺腺癌细胞a549、大肠癌细胞hct116、乳腺癌细胞mda-mb-231、肝腺癌细胞sk-hep-1、胃腺癌细胞snu638以及慢性髓性白血病细胞k562;以及一种肺成纤维细胞mrc-5的正常细胞株。[0128]将如实施例1描述备好的蜣螂酰胺化合物添加至备好的细胞株,并培养约72小时。然后,利用仅对活细胞染色的磺酰罗丹明(sulforhodamine:srb)进行染色后通过洗涤去除未结合的染料,然后将被染色的细胞悬浮于10mmtris(ph10.0)中。检测515nm下的吸光度并检测细胞增殖。使用tablecurve2dv5.01软件(systantsoftwareinc.,richmond,ca,usa)并通过非线性回归分析,计算50%的半抑制浓度(halfmaximalinhibitoryconcentration:ic50)值。所有试剂均在sigma-aldrich购买。将计算的ic50值(μm)示于下表2。使用依托泊苷(etoposide)作为阳性对照组。[0129][表2][0130][0131]如表2所示,证实蜣螂酰胺化合物有效抑制癌细胞生长。[0132]2-2.蜣螂酰胺a的大肠癌细胞周期调节功效[0133]为了确认细胞增殖抑制功效优异的蜣螂酰胺a的作用机理,以0μm、1.25μm、2.5μm或5μm的浓度用蜣螂酰胺a处理大肠癌细胞株hct116的细胞。通过流式细胞术确认蜣螂酰胺的细胞周期调节效果,并将其结果示于图2a和图2b。[0134]如图2a和图2b所示,g2/m期细胞周期阻滞(cellcyclearrest)现象增加直至蜣螂酰胺a处理后24小时,随后在有高浓度蜣螂酰胺a时出现细胞程序性死亡现象,即subg1期细胞积累。即,证实蜣螂酰胺a诱导大肠癌细胞株的g2/m期细胞周期阻滞,从而通过细胞程序性死亡表现出癌细胞增殖抑制功效。[0135]2-3.蜣螂酰胺a的大肠癌细胞凋亡诱导功效[0136]为了证实蜣螂酰胺a的g2/m期阻滞作用引起的subg1期细胞积累是否会导致细胞凋亡(apoptosis),以不同浓度的蜣螂酰胺a处理hct116持续48小时。然后,通过能够确认细胞凋亡的annexinv/碘化丙啶双染法,评估蜣螂酰胺a的细胞凋亡诱导功效。将annexinv/碘化丙啶双染法结果示于图3a,将根据蜣螂酰胺a浓度的细胞状态示于图3b。作为细胞状态,计算活细胞、早期细胞凋亡(earlyapoptosis)、晚期细胞凋亡(lateapoptosis)、细胞坏死(necrosis)以及总细胞凋亡(totalcelldeath)的细胞比例(%)。[0137]如图3a和图3b所示,细胞凋亡以蜣螂酰胺a的浓度依赖性的方式增加。特别地,以5μm的蜣螂酰胺a处理为例,显示出约20.37%的早期细胞凋亡和51.40%的晚期细胞凋亡的细胞分布。因此,证实蜣螂酰胺a通过诱导细胞凋亡抑制癌细胞生长。[0138]2-4.蜣螂酰胺a的体内大肠癌肿瘤生长抑制功效[0139]为了评估蜣螂酰胺a在动物模型中的抗肿瘤功效,准备移植大肠癌细胞的异种移植动物模型。[0140]将人源性大肠癌细胞株hct116以5×106个/ml稀释于rpmi培养基,然后在balb/c小鼠(5周龄,雄性)的右侧肋下(rightflank)皮下注射0.2ml。当肿瘤大小达到100mm3左右时,基于肿瘤大小随机分组。[0141]针对准备的异种移植动物模型,将蜣螂酰胺a以10mg/kg体重或者30mg/kg体重的剂量通过静脉注射施用。将以二甲基亚砜:cremophor:生理盐水=0.5:0.5:9的比例混合的混合物用作阴性对照组,阳性对照组使用伊立替康(irinotecan)。从施用当天起检测肿瘤体积(mm3)、异种移植动物模型的体重(g)以及肿瘤的最终重量(g),并将其结果示于图4a至图4c。[0142]如图4a至图4c所示,在蜣螂酰胺a在两种施用浓度(10mg/kg,30mg/kg)下显示出浓度依赖性的肿瘤生长抑制效果。与此相反,在施用期间通过体重(g)评估蜣螂酰胺a是否引起毒性,结果未观察到明显的体重下降。[0143]2-5.蜣螂酰胺a对5-氟尿嘧啶耐药性的大肠癌细胞株的生长抑制功效为了评估蜣螂酰胺a在耐药性细胞株中的功效,准备对于被用作大肠癌一线治疗药物的5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil:5-fu)具有耐药性的大肠癌细胞株hct116-5-fu。[0144]为了制备hct116-5-fu耐药性细胞株,每周3次用5-氟尿嘧啶处理hct116细胞,并且仅对存活的细胞进行传代培养,然后通过逐渐提高5-氟尿嘧啶的处理浓度,重复处理3个月。通过仅收集和培养最终存活细胞的方法来构建hct116-5-fu耐药性细胞株。[0145]在无耐药性的hct116细胞株和hct116-5-fu耐药性细胞株中添加5-fu、伊立替康、依托泊苷以及蜣螂酰胺a后,如实施例2-1的描述计算ic50值(μm)。计算根据化合物的细胞ic50值(μm)和hct116-5-fu的ic50值相对于hct116的ic50值的倍数变化,并将其结果示于表3。[0146][表3][0147][0148][0149]如表3所示,除5-fu之外hct116-5-fu耐药性细胞株还对用于大肠癌治疗的其它药物具有耐药性。但是蜣螂酰胺a有效抑制了hct116-5-fu耐药性细胞株的生长。因此,证实蜣螂酰胺a有效抑制耐药性癌细胞的生长。[0150]2-6.蜣螂酰胺a的耐药性肿瘤细胞体内生长抑制以及组合5-fu施用的功效为了在动物实验水平验证蜣螂酰胺a的功效,使用耐药性癌细胞系构建了异种移植动物模型。[0151]如实验例2-5所示,将准备的hct116-5-fu耐药性细胞株以5×106个/ml稀释于rpmi培养基,然后在balb/c小鼠(5周龄,雄性)的右侧肋下(rightflank)皮下注射0.2ml。当肿瘤大小达到100mm3左右时,基于肿瘤大小随机分组。[0152]将蜣螂酰胺a(10mg/kg体重)、5-fu(30mg/kg体重)或它们的组合(10mg/kg体重剂量的蜣螂酰胺a+30mg/kg体重的5-fu)通过静脉注射施用于耐药性癌细胞株异种移植动物模型。将以二甲基亚砜:cremophor:生理盐水=0.5:0.5:9的比例混合的混合物用作阴性对照组。从施用当天起检测肿瘤体积(mm3)和异种移植动物模型的体重(g),并将其结果示于图5a至图5b。[0153]如图5a和图5b所示,当以10mg/kg剂量施用蜣螂酰胺a(1)时,蜣螂酰胺a在未使体重明显下降的情况下有效抑制耐药性肿瘤的生长。另外,相比于单独施用5-fu,当组合施用蜣螂酰胺a和5-fu时表现出其协同作用。因此,证实蜣螂酰胺a具有耐药性细胞的体内生长抑制效果,并且当与5-fu等抗癌药物组合施用时表现出协同作用。[0154]2-7.蜣螂酰胺a的抗转移功效[0155](1)证实体外抗转移功效[0156]众所周知,通常转移性癌症的生长速度比传统癌症的生长速度快,因而很难得到治愈。将大肠癌细胞株(c-1)注入实验小鼠的盲肠并放置6周,从而人工诱导肿瘤生长和转移,然后仅分离转移至肝脏的大肠癌细胞(l-2)后进行培养。将蜣螂酰胺a以0μm至4μm施用于大肠癌细胞株(c-1)和得到的转移性大肠癌细胞株(l-2)后,通过rt-pcr确认与癌症转移相关联的生物标记物,并将其结果示于图6a。[0157]如图6a所示,证实相较于大肠癌细胞株(c-1),转移性大肠癌细胞(l-2)的上皮生物标记物e-钙粘蛋白(e-cadherin)的表达降低,但与癌症转移相关联的生物标记物n-钙粘蛋白(n-cadherin)和波形蛋白(vimentin)表达却有提高。在转移至肝脏的大肠癌细胞(l-2)中施用蜣螂酰胺a后结果显示,e-钙粘蛋白表达提高,n-钙粘蛋白和波形蛋白表达降低。因此,证实蜣螂酰胺a在体外具有抗转移功效。[0158](2)证实体内抗转移功效[0159]如实施例2-7(1)所示,将转移性大肠癌细胞株(l-2)重新注入实验小鼠的盲肠以生成肿瘤,并以5mg/kg体重或15mg/kg体重的剂量施用蜣螂酰胺a。将以二甲基亚砜:cremophor:生理盐水=0.5:0.5:9的比例混合的混合物用作阴性对照组。以10mg/kg体重的剂量施用作为阳性对照组的伊立替康。从施用当天起检测肿瘤体积(mm3)和异种移植动物模型的体重(g),并将其结果示于图6b至图6c。[0160]如图6b和图6c所示,在蜣螂酰胺a的5mg/kg或15mg/kg施用组,肿瘤向其它器官的转移被有效抑制,并且肿瘤在盲肠的生长也受到抑制。因此,证实蜣螂酰胺a在体内的抗转移功效同样优异。[0161]《保藏号》[0162]保藏机构:kctc-韩国典型培养物保藏中心[0163]保藏号:kctc14117bp[0164]保藏日期:20200129[0165]当前第1页12当前第1页12
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