1、生物化学与分子生物学专业毕业论文 精品论文 两类抗肿瘤多肽抗肿瘤活性、构效关系及作用机制的研究关键词：放线菌素 D 抗肿瘤药物 抗肿瘤活性 polybia-MPI 多药耐药摘要：化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方面，以期
2、得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。 1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素 D(actinomycin D，AMD)是目前临床应用的一种多肽类抗肿瘤药物，由两个对称的序列为 Thr-D-Val-Pro-Sar-L-MeVal 的环状五肽连接一个杂三环发色团组成。其比较
3、窄的抗肿瘤谱及较大的毒性，大大限制了它的应用范围。本研究主要是在前人的基础上对放线菌素 D 进行了化学改造，并研究其抗肿瘤活性、毒性及作用机制。 我们研究了本实验室设计合成的 2 位上的 D-valine或者 5 位上的 N-甲基-L-valine 被 D-phe，L-或者 D-N- Methyl-valine、N-Methyl-isoleucine、N-Methyl-leucin、N-Methyl-phelalanine 及 sarcosine取代的一系列类似物的抗菌活性及抗肿瘤活性，结果发现大部分 D-valine 被取代的类似物的体外抗菌活性和体外细胞毒性都明显低于 AMD 自身，但是有
4、三个N-Methyl-L-valine 被取代的类似物具有与 AMD 自身相当、甚至更强的体外细胞毒性。我们进一步研究了这几个 N-甲基-L-valine 被取代的类似物的急性毒性和体内抗肿瘤活性。结果显示类似物 4 的急性毒性与 AMD 本身相当，而类似物 3 毒性较 AMD 稍大一些，是其 1.25 倍。然而，类似物 5 的急性毒性低于 AMD两倍以上。这说明肽环上 N-甲基-D-氨基酸的取代可能对于急性毒性的降低有重要作用，或者说 N-甲基-D-leucine 的取代更优，尽管抗肿瘤活性有一定程度的损失。这个发现可能对于设计和发展抗肿瘤活性更强、而急性毒性更低的药物有一定帮助，并且说明
5、N-Methyl-D-leucine 取代物在肿瘤的治疗中有一定潜力。 D-Val2，L-MeLeu52AMD(Leu5AMD)是这些类似物中比较典型的抗肿瘤活性最好的一个类似物。在本研究中，研究 Leu5AMD 对于人胃腺癌细胞株 SGC-7901 的增殖的影响，发现 Leu5AMD 能够以剂量依赖的形式抑制 SGC-7901 细胞的增殖并诱导其发生凋亡。Leu5AMD 诱导 SGC-7901 细胞发生凋亡是进一步通过annexin V-FITC/PI 双染法证实的。用 Leu5AMD 处理细胞后，观察到凋亡的细胞中线粒体膜电势降低、bcl-2 蛋白的表达减少，说明 Leu5AMD 引起的凋
6、亡可能涉及线粒体与 bcl-2 相关的凋亡途径。 2、抗肿瘤多肽 polybia-MPI 的抗肿瘤及多药耐药肿瘤细胞的作用机制的研究 Polybia-MPI(I DWK.K L L D AA KQ I L-NH2)，是一种新的抗菌肽，是从黄蜂 Polybia paulista 的毒液中分离纯化得到的。它具有抗革兰氏阴性与阳性菌的抗菌活性，而对大鼠的血红细胞不引起溶血活性。截至目前为止，还没有任何关于其对于任何肿瘤细胞株的抗肿瘤活性的报道。在本研究中，我们用 Fmoc 固相合成法合成了 polybia-MPI 并研究了其抗肿瘤效力与其细胞选择性。结果显示，polybia-MPI 是通过在细胞膜穿
7、孔而发挥其细胞毒性与抗增殖作用的。Polybia-MPI 可以选择性的抑制前列腺癌和膀胱癌细胞的生长，而对于正常的小鼠成纤维细胞具有较低的细胞毒性。此外，为了研究 polybia-MPI 的构效关系，我们设计并合成了用 L-pro 取代 leu7、Ala8、或者 Asp9 的三个类似物。L-pro 取代 Leu7 或者 Asp9 后能够显著的减少 螺旋构象的含量，而 L-pro 取代 Ala8 能够彻底的破坏 螺旋构象。L-pro 取代能够引起抗肿瘤活性的降低，显示 polybia-MPI 中 螺旋构象的含量对于其抗肿瘤活性是很重要的。 Polybia-MPI 是一种短的阳离子的 -螺旋双亲性
8、肽，其可以选择性的作用于肿瘤细胞，其选择性是基于通过静电引力与细胞膜上阴离子磷脂结合，因此随着治疗过程中耐药细胞的频繁出现，此类具有新的作用机制的抗肿瘤药物的发展越来越受到人们的关注。Polybia-MPI能够引起 PI 和台盼蓝以相同的速率进入细胞，显示其作用机制涉及膜穿透。扫描电镜和激光共聚焦显微实验证实细胞死亡是由于细胞肿胀和破裂引起的，显示 polybia-MPI 可以引起细胞坏死。与传统的抗肿瘤药物相比较，polybia-MPI的靶目标在于细胞膜而不是穿过细胞膜进入细胞而发挥作用。因此，肿瘤细胞很难对 polybia-MPI 产生抗性，并且其作用不受传统多药耐药机制的影响。尽管本研究
9、是初步的体外研究而不是体内研究，但是随着传统化疗药物的多药耐药的增加，polybia-MPI 可能会发展成为具有新的作用机制的抗肿瘤药物并为多药耐药肿瘤的治疗提供全新的治疗策略。正文内容化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方
10、面，以期得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素 D(actinomycin D，AMD)是目前临床应用的一种多肽类抗肿瘤药物，由两个对称的序列为 Thr-D-Val-Pro-Sar-L-MeVal 的环状五肽连接一个杂三环发色团组成。
11、其比较窄的抗肿瘤谱及较大的毒性，大大限制了它的应用范围。本研究主要是在前人的基础上对放线菌素 D 进行了化学改造，并研究其抗肿瘤活性、毒性及作用机制。 我们研究了本实验室设计合成的 2 位上的 D-valine 或者5 位上的 N-甲基-L-valine 被 D-phe，L-或者 D-N- Methyl-valine、N-Methyl-isoleucine、N-Methyl-leucin、N-Methyl-phelalanine 及 sarcosine 取代的一系列类似物的抗菌活性及抗肿瘤活性，结果发现大部分 D-valine 被取代的类似物的体外抗菌活性和体外细胞毒性都明显低于 AMD 自身
12、，但是有三个 N-Methyl-L-valine 被取代的类似物具有与 AMD 自身相当、甚至更强的体外细胞毒性。我们进一步研究了这几个 N-甲基-L-valine 被取代的类似物的急性毒性和体内抗肿瘤活性。结果显示类似物 4 的急性毒性与 AMD 本身相当，而类似物3 毒性较 AMD 稍大一些，是其 1.25 倍。然而，类似物 5 的急性毒性低于 AMD 两倍以上。这说明肽环上 N-甲基-D-氨基酸的取代可能对于急性毒性的降低有重要作用，或者说 N-甲基-D-leucine 的取代更优，尽管抗肿瘤活性有一定程度的损失。这个发现可能对于设计和发展抗肿瘤活性更强、而急性毒性更低的药物有一定帮助，
13、并且说明 N-Methyl-D-leucine 取代物在肿瘤的治疗中有一定潜力。D-Val2，L-MeLeu52AMD(Leu5AMD)是这些类似物中比较典型的抗肿瘤活性最好的一个类似物。在本研究中，研究 Leu5AMD 对于人胃腺癌细胞株 SGC-7901的增殖的影响，发现 Leu5AMD 能够以剂量依赖的形式抑制 SGC-7901 细胞的增殖并诱导其发生凋亡。Leu5AMD 诱导 SGC-7901 细胞发生凋亡是进一步通过annexin V-FITC/PI 双染法证实的。用 Leu5AMD 处理细胞后，观察到凋亡的细胞中线粒体膜电势降低、bcl-2 蛋白的表达减少，说明 Leu5AMD 引
14、起的凋亡可能涉及线粒体与 bcl-2 相关的凋亡途径。 2、抗肿瘤多肽 polybia-MPI 的抗肿瘤及多药耐药肿瘤细胞的作用机制的研究 Polybia-MPI(I DWK.K L L D AA KQ I L-NH2)，是一种新的抗菌肽，是从黄蜂 Polybia paulista 的毒液中分离纯化得到的。它具有抗革兰氏阴性与阳性菌的抗菌活性，而对大鼠的血红细胞不引起溶血活性。截至目前为止，还没有任何关于其对于任何肿瘤细胞株的抗肿瘤活性的报道。在本研究中，我们用 Fmoc 固相合成法合成了 polybia-MPI 并研究了其抗肿瘤效力与其细胞选择性。结果显示，polybia-MPI 是通过在细
15、胞膜穿孔而发挥其细胞毒性与抗增殖作用的。Polybia-MPI 可以选择性的抑制前列腺癌和膀胱癌细胞的生长，而对于正常的小鼠成纤维细胞具有较低的细胞毒性。此外，为了研究 polybia-MPI 的构效关系，我们设计并合成了用 L-pro 取代 leu7、Ala8、或者 Asp9 的三个类似物。L-pro 取代 Leu7 或者 Asp9 后能够显著的减少 螺旋构象的含量，而 L-pro 取代 Ala8 能够彻底的破坏 螺旋构象。L-pro 取代能够引起抗肿瘤活性的降低，显示 polybia-MPI 中 螺旋构象的含量对于其抗肿瘤活性是很重要的。 Polybia-MPI 是一种短的阳离子的 -螺旋
16、双亲性肽，其可以选择性的作用于肿瘤细胞，其选择性是基于通过静电引力与细胞膜上阴离子磷脂结合，因此随着治疗过程中耐药细胞的频繁出现，此类具有新的作用机制的抗肿瘤药物的发展越来越受到人们的关注。Polybia-MPI能够引起 PI 和台盼蓝以相同的速率进入细胞，显示其作用机制涉及膜穿透。扫描电镜和激光共聚焦显微实验证实细胞死亡是由于细胞肿胀和破裂引起的，显示 polybia-MPI 可以引起细胞坏死。与传统的抗肿瘤药物相比较，polybia-MPI的靶目标在于细胞膜而不是穿过细胞膜进入细胞而发挥作用。因此，肿瘤细胞很难对 polybia-MPI 产生抗性，并且其作用不受传统多药耐药机制的影响。尽管
17、本研究是初步的体外研究而不是体内研究，但是随着传统化疗药物的多药耐药的增加，polybia-MPI 可能会发展成为具有新的作用机制的抗肿瘤药物并为多药耐药肿瘤的治疗提供全新的治疗策略。化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方面
18、，以期得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。 1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素D(actinomycin D，AMD)是目前临床应用的一种多肽类抗肿瘤药物，由两个对称的序列为 Thr-D-Val-Pro-Sar-L-MeVal 的环状五肽连接一个杂三环发色团组成。其
19、比较窄的抗肿瘤谱及较大的毒性，大大限制了它的应用范围。本研究主要是在前人的基础上对放线菌素 D 进行了化学改造，并研究其抗肿瘤活性、毒性及作用机制。 我们研究了本实验室设计合成的 2 位上的 D-valine 或者 5 位上的 N-甲基-L-valine 被 D-phe，L-或者 D-N- Methyl-valine、N-Methyl-isoleucine、N-Methyl-leucin、N-Methyl-phelalanine 及 sarcosine 取代的一系列类似物的抗菌活性及抗肿瘤活性，结果发现大部分 D-valine 被取代的类似物的体外抗菌活性和体外细胞毒性都明显低于 AMD 自身
20、，但是有三个 N-Methyl-L-valine 被取代的类似物具有与 AMD 自身相当、甚至更强的体外细胞毒性。我们进一步研究了这几个 N-甲基-L-valine 被取代的类似物的急性毒性和体内抗肿瘤活性。结果显示类似物 4 的急性毒性与 AMD 本身相当，而类似物3 毒性较 AMD 稍大一些，是其 1.25 倍。然而，类似物 5 的急性毒性低于 AMD 两倍以上。这说明肽环上 N-甲基-D-氨基酸的取代可能对于急性毒性的降低有重要作用，或者说 N-甲基-D-leucine 的取代更优，尽管抗肿瘤活性有一定程度的损失。这个发现可能对于设计和发展抗肿瘤活性更强、而急性毒性更低的药物有一定帮助，
21、并且说明 N-Methyl-D-leucine 取代物在肿瘤的治疗中有一定潜力。D-Val2，L-MeLeu52AMD(Leu5AMD)是这些类似物中比较典型的抗肿瘤活性最好的一个类似物。在本研究中，研究 Leu5AMD 对于人胃腺癌细胞株 SGC-7901的增殖的影响，发现 Leu5AMD 能够以剂量依赖的形式抑制 SGC-7901 细胞的增殖并诱导其发生凋亡。Leu5AMD 诱导 SGC-7901 细胞发生凋亡是进一步通过annexin V-FITC/PI 双染法证实的。用 Leu5AMD 处理细胞后，观察到凋亡的细胞中线粒体膜电势降低、bcl-2 蛋白的表达减少，说明 Leu5AMD 引
22、起的凋亡可能涉及线粒体与 bcl-2 相关的凋亡途径。 2、抗肿瘤多肽 polybia-MPI 的抗肿瘤及多药耐药肿瘤细胞的作用机制的研究 Polybia-MPI(I DWK.K L L D AA KQ I L-NH2)，是一种新的抗菌肽，是从黄蜂 Polybia paulista 的毒液中分离纯化得到的。它具有抗革兰氏阴性与阳性菌的抗菌活性，而对大鼠的血红细胞不引起溶血活性。截至目前为止，还没有任何关于其对于任何肿瘤细胞株的抗肿瘤活性的报道。在本研究中，我们用 Fmoc 固相合成法合成了 polybia-MPI 并研究了其抗肿瘤效力与其细胞选择性。结果显示，polybia-MPI 是通过在细
23、胞膜穿孔而发挥其细胞毒性与抗增殖作用的。Polybia-MPI 可以选择性的抑制前列腺癌和膀胱癌细胞的生长，而对于正常的小鼠成纤维细胞具有较低的细胞毒性。此外，为了研究 polybia-MPI 的构效关系，我们设计并合成了用 L-pro 取代 leu7、Ala8、或者 Asp9 的三个类似物。L-pro 取代 Leu7 或者 Asp9 后能够显著的减少 螺旋构象的含量，而 L-pro 取代 Ala8 能够彻底的破坏 螺旋构象。L-pro 取代能够引起抗肿瘤活性的降低，显示 polybia-MPI 中 螺旋构象的含量对于其抗肿瘤活性是很重要的。 Polybia-MPI 是一种短的阳离子的 -螺旋
24、双亲性肽，其可以选择性的作用于肿瘤细胞，其选择性是基于通过静电引力与细胞膜上阴离子磷脂结合，因此随着治疗过程中耐药细胞的频繁出现，此类具有新的作用机制的抗肿瘤药物的发展越来越受到人们的关注。Polybia-MPI能够引起 PI 和台盼蓝以相同的速率进入细胞，显示其作用机制涉及膜穿透。扫描电镜和激光共聚焦显微实验证实细胞死亡是由于细胞肿胀和破裂引起的，显示 polybia-MPI 可以引起细胞坏死。与传统的抗肿瘤药物相比较，polybia-MPI的靶目标在于细胞膜而不是穿过细胞膜进入细胞而发挥作用。因此，肿瘤细胞很难对 polybia-MPI 产生抗性，并且其作用不受传统多药耐药机制的影响。尽管
25、本研究是初步的体外研究而不是体内研究，但是随着传统化疗药物的多药耐药的增加，polybia-MPI 可能会发展成为具有新的作用机制的抗肿瘤药物并为多药耐药肿瘤的治疗提供全新的治疗策略。化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方面
26、，以期得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。 1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素D(actinomycin D，AMD)是目前临床应用的一种多肽类抗肿瘤药物，由两个对称的序列为 Thr-D-Val-Pro-Sar-L-MeVal 的环状五肽连接一个杂三环发色团组成。其
27、比较窄的抗肿瘤谱及较大的毒性，大大限制了它的应用范围。本研究主要是在前人的基础上对放线菌素 D 进行了化学改造，并研究其抗肿瘤活性、毒性及作用机制。 我们研究了本实验室设计合成的 2 位上的 D-valine 或者 5 位上的 N-甲基-L-valine 被 D-phe，L-或者 D-N- Methyl-valine、N-Methyl-isoleucine、N-Methyl-leucin、N-Methyl-phelalanine 及 sarcosine 取代的一系列类似物的抗菌活性及抗肿瘤活性，结果发现大部分 D-valine 被取代的类似物的体外抗菌活性和体外细胞毒性都明显低于 AMD 自身
28、，但是有三个 N-Methyl-L-valine 被取代的类似物具有与 AMD 自身相当、甚至更强的体外细胞毒性。我们进一步研究了这几个 N-甲基-L-valine 被取代的类似物的急性毒性和体内抗肿瘤活性。结果显示类似物 4 的急性毒性与 AMD 本身相当，而类似物3 毒性较 AMD 稍大一些，是其 1.25 倍。然而，类似物 5 的急性毒性低于 AMD 两倍以上。这说明肽环上 N-甲基-D-氨基酸的取代可能对于急性毒性的降低有重要作用，或者说 N-甲基-D-leucine 的取代更优，尽管抗肿瘤活性有一定程度的损失。这个发现可能对于设计和发展抗肿瘤活性更强、而急性毒性更低的药物有一定帮助，
29、并且说明 N-Methyl-D-leucine 取代物在肿瘤的治疗中有一定潜力。D-Val2，L-MeLeu52AMD(Leu5AMD)是这些类似物中比较典型的抗肿瘤活性最好的一个类似物。在本研究中，研究 Leu5AMD 对于人胃腺癌细胞株 SGC-7901的增殖的影响，发现 Leu5AMD 能够以剂量依赖的形式抑制 SGC-7901 细胞的增殖并诱导其发生凋亡。Leu5AMD 诱导 SGC-7901 细胞发生凋亡是进一步通过annexin V-FITC/PI 双染法证实的。用 Leu5AMD 处理细胞后，观察到凋亡的细胞中线粒体膜电势降低、bcl-2 蛋白的表达减少，说明 Leu5AMD 引
30、起的凋亡可能涉及线粒体与 bcl-2 相关的凋亡途径。 2、抗肿瘤多肽 polybia-MPI 的抗肿瘤及多药耐药肿瘤细胞的作用机制的研究 Polybia-MPI(I DWK.K L L D AA KQ I L-NH2)，是一种新的抗菌肽，是从黄蜂 Polybia paulista 的毒液中分离纯化得到的。它具有抗革兰氏阴性与阳性菌的抗菌活性，而对大鼠的血红细胞不引起溶血活性。截至目前为止，还没有任何关于其对于任何肿瘤细胞株的抗肿瘤活性的报道。在本研究中，我们用 Fmoc 固相合成法合成了 polybia-MPI 并研究了其抗肿瘤效力与其细胞选择性。结果显示，polybia-MPI 是通过在细
31、胞膜穿孔而发挥其细胞毒性与抗增殖作用的。Polybia-MPI 可以选择性的抑制前列腺癌和膀胱癌细胞的生长，而对于正常的小鼠成纤维细胞具有较低的细胞毒性。此外，为了研究 polybia-MPI 的构效关系，我们设计并合成了用 L-pro 取代 leu7、Ala8、或者 Asp9 的三个类似物。L-pro 取代 Leu7 或者 Asp9 后能够显著的减少 螺旋构象的含量，而 L-pro 取代 Ala8 能够彻底的破坏 螺旋构象。L-pro 取代能够引起抗肿瘤活性的降低，显示 polybia-MPI 中 螺旋构象的含量对于其抗肿瘤活性是很重要的。 Polybia-MPI 是一种短的阳离子的 -螺旋
32、双亲性肽，其可以选择性的作用于肿瘤细胞，其选择性是基于通过静电引力与细胞膜上阴离子磷脂结合，因此随着治疗过程中耐药细胞的频繁出现，此类具有新的作用机制的抗肿瘤药物的发展越来越受到人们的关注。Polybia-MPI能够引起 PI 和台盼蓝以相同的速率进入细胞，显示其作用机制涉及膜穿透。扫描电镜和激光共聚焦显微实验证实细胞死亡是由于细胞肿胀和破裂引起的，显示 polybia-MPI 可以引起细胞坏死。与传统的抗肿瘤药物相比较，polybia-MPI的靶目标在于细胞膜而不是穿过细胞膜进入细胞而发挥作用。因此，肿瘤细胞很难对 polybia-MPI 产生抗性，并且其作用不受传统多药耐药机制的影响。尽管
33、本研究是初步的体外研究而不是体内研究，但是随着传统化疗药物的多药耐药的增加，polybia-MPI 可能会发展成为具有新的作用机制的抗肿瘤药物并为多药耐药肿瘤的治疗提供全新的治疗策略。化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方面
34、，以期得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。 1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素D(actinomycin D，AMD)是目前临床应用的一种多肽类抗肿瘤药物，由两个对称的序列为 Thr-D-Val-Pro-Sar-L-MeVal 的环状五肽连接一个杂三环发色团组成。其
35、比较窄的抗肿瘤谱及较大的毒性，大大限制了它的应用范围。本研究主要是在前人的基础上对放线菌素 D 进行了化学改造，并研究其抗肿瘤活性、毒性及作用机制。 我们研究了本实验室设计合成的 2 位上的 D-valine 或者 5 位上的 N-甲基-L-valine 被 D-phe，L-或者 D-N- Methyl-valine、N-Methyl-isoleucine、N-Methyl-leucin、N-Methyl-phelalanine 及 sarcosine 取代的一系列类似物的抗菌活性及抗肿瘤活性，结果发现大部分 D-valine 被取代的类似物的体外抗菌活性和体外细胞毒性都明显低于 AMD 自身
36、，但是有三个 N-Methyl-L-valine 被取代的类似物具有与 AMD 自身相当、甚至更强的体外细胞毒性。我们进一步研究了这几个 N-甲基-L-valine 被取代的类似物的急性毒性和体内抗肿瘤活性。结果显示类似物 4 的急性毒性与 AMD 本身相当，而类似物3 毒性较 AMD 稍大一些，是其 1.25 倍。然而，类似物 5 的急性毒性低于 AMD 两倍以上。这说明肽环上 N-甲基-D-氨基酸的取代可能对于急性毒性的降低有重要作用，或者说 N-甲基-D-leucine 的取代更优，尽管抗肿瘤活性有一定程度的损失。这个发现可能对于设计和发展抗肿瘤活性更强、而急性毒性更低的药物有一定帮助，
37、并且说明 N-Methyl-D-leucine 取代物在肿瘤的治疗中有一定潜力。D-Val2，L-MeLeu52AMD(Leu5AMD)是这些类似物中比较典型的抗肿瘤活性最好的一个类似物。在本研究中，研究 Leu5AMD 对于人胃腺癌细胞株 SGC-7901的增殖的影响，发现 Leu5AMD 能够以剂量依赖的形式抑制 SGC-7901 细胞的增殖并诱导其发生凋亡。Leu5AMD 诱导 SGC-7901 细胞发生凋亡是进一步通过annexin V-FITC/PI 双染法证实的。用 Leu5AMD 处理细胞后，观察到凋亡的细胞中线粒体膜电势降低、bcl-2 蛋白的表达减少，说明 Leu5AMD 引
38、起的凋亡可能涉及线粒体与 bcl-2 相关的凋亡途径。 2、抗肿瘤多肽 polybia-MPI 的抗肿瘤及多药耐药肿瘤细胞的作用机制的研究 Polybia-MPI(I DWK.K L L D AA KQ I L-NH2)，是一种新的抗菌肽，是从黄蜂 Polybia paulista 的毒液中分离纯化得到的。它具有抗革兰氏阴性与阳性菌的抗菌活性，而对大鼠的血红细胞不引起溶血活性。截至目前为止，还没有任何关于其对于任何肿瘤细胞株的抗肿瘤活性的报道。在本研究中，我们用 Fmoc 固相合成法合成了 polybia-MPI 并研究了其抗肿瘤效力与其细胞选择性。结果显示，polybia-MPI 是通过在细
39、胞膜穿孔而发挥其细胞毒性与抗增殖作用的。Polybia-MPI 可以选择性的抑制前列腺癌和膀胱癌细胞的生长，而对于正常的小鼠成纤维细胞具有较低的细胞毒性。此外，为了研究 polybia-MPI 的构效关系，我们设计并合成了用 L-pro 取代 leu7、Ala8、或者 Asp9 的三个类似物。L-pro 取代 Leu7 或者 Asp9 后能够显著的减少 螺旋构象的含量，而 L-pro 取代 Ala8 能够彻底的破坏 螺旋构象。L-pro 取代能够引起抗肿瘤活性的降低，显示 polybia-MPI 中 螺旋构象的含量对于其抗肿瘤活性是很重要的。 Polybia-MPI 是一种短的阳离子的 -螺旋
40、双亲性肽，其可以选择性的作用于肿瘤细胞，其选择性是基于通过静电引力与细胞膜上阴离子磷脂结合，因此随着治疗过程中耐药细胞的频繁出现，此类具有新的作用机制的抗肿瘤药物的发展越来越受到人们的关注。Polybia-MPI能够引起 PI 和台盼蓝以相同的速率进入细胞，显示其作用机制涉及膜穿透。扫描电镜和激光共聚焦显微实验证实细胞死亡是由于细胞肿胀和破裂引起的，显示 polybia-MPI 可以引起细胞坏死。与传统的抗肿瘤药物相比较，polybia-MPI的靶目标在于细胞膜而不是穿过细胞膜进入细胞而发挥作用。因此，肿瘤细胞很难对 polybia-MPI 产生抗性，并且其作用不受传统多药耐药机制的影响。尽管
41、本研究是初步的体外研究而不是体内研究，但是随着传统化疗药物的多药耐药的增加，polybia-MPI 可能会发展成为具有新的作用机制的抗肿瘤药物并为多药耐药肿瘤的治疗提供全新的治疗策略。化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方面
42、，以期得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。 1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素D(actinomycin D，AMD)是目前临床应用的一种多肽类抗肿瘤药物，由两个对称的序列为 Thr-D-Val-Pro-Sar-L-MeVal 的环状五肽连接一个杂三环发色团组成。其
43、比较窄的抗肿瘤谱及较大的毒性，大大限制了它的应用范围。本研究主要是在前人的基础上对放线菌素 D 进行了化学改造，并研究其抗肿瘤活性、毒性及作用机制。 我们研究了本实验室设计合成的 2 位上的 D-valine 或者 5 位上的 N-甲基-L-valine 被 D-phe，L-或者 D-N- Methyl-valine、N-Methyl-isoleucine、N-Methyl-leucin、N-Methyl-phelalanine 及 sarcosine 取代的一系列类似物的抗菌活性及抗肿瘤活性，结果发现大部分 D-valine 被取代的类似物的体外抗菌活性和体外细胞毒性都明显低于 AMD 自身
44、，但是有三个 N-Methyl-L-valine 被取代的类似物具有与 AMD 自身相当、甚至更强的体外细胞毒性。我们进一步研究了这几个 N-甲基-L-valine 被取代的类似物的急性毒性和体内抗肿瘤活性。结果显示类似物 4 的急性毒性与 AMD 本身相当，而类似物3 毒性较 AMD 稍大一些，是其 1.25 倍。然而，类似物 5 的急性毒性低于 AMD 两倍以上。这说明肽环上 N-甲基-D-氨基酸的取代可能对于急性毒性的降低有重要作用，或者说 N-甲基-D-leucine 的取代更优，尽管抗肿瘤活性有一定程度的损失。这个发现可能对于设计和发展抗肿瘤活性更强、而急性毒性更低的药物有一定帮助，
45、并且说明 N-Methyl-D-leucine 取代物在肿瘤的治疗中有一定潜力。D-Val2，L-MeLeu52AMD(Leu5AMD)是这些类似物中比较典型的抗肿瘤活性最好的一个类似物。在本研究中，研究 Leu5AMD 对于人胃腺癌细胞株 SGC-7901的增殖的影响，发现 Leu5AMD 能够以剂量依赖的形式抑制 SGC-7901 细胞的增殖并诱导其发生凋亡。Leu5AMD 诱导 SGC-7901 细胞发生凋亡是进一步通过annexin V-FITC/PI 双染法证实的。用 Leu5AMD 处理细胞后，观察到凋亡的细胞中线粒体膜电势降低、bcl-2 蛋白的表达减少，说明 Leu5AMD 引
46、起的凋亡可能涉及线粒体与 bcl-2 相关的凋亡途径。 2、抗肿瘤多肽 polybia-MPI 的抗肿瘤及多药耐药肿瘤细胞的作用机制的研究 Polybia-MPI(I DWK.K L L D AA KQ I L-NH2)，是一种新的抗菌肽，是从黄蜂 Polybia paulista 的毒液中分离纯化得到的。它具有抗革兰氏阴性与阳性菌的抗菌活性，而对大鼠的血红细胞不引起溶血活性。截至目前为止，还没有任何关于其对于任何肿瘤细胞株的抗肿瘤活性的报道。在本研究中，我们用 Fmoc 固相合成法合成了 polybia-MPI 并研究了其抗肿瘤效力与其细胞选择性。结果显示，polybia-MPI 是通过在细
47、胞膜穿孔而发挥其细胞毒性与抗增殖作用的。Polybia-MPI 可以选择性的抑制前列腺癌和膀胱癌细胞的生长，而对于正常的小鼠成纤维细胞具有较低的细胞毒性。此外，为了研究 polybia-MPI 的构效关系，我们设计并合成了用 L-pro 取代 leu7、Ala8、或者 Asp9 的三个类似物。L-pro 取代 Leu7 或者 Asp9 后能够显著的减少 螺旋构象的含量，而 L-pro 取代 Ala8 能够彻底的破坏 螺旋构象。L-pro 取代能够引起抗肿瘤活性的降低，显示 polybia-MPI 中 螺旋构象的含量对于其抗肿瘤活性是很重要的。 Polybia-MPI 是一种短的阳离子的 -螺旋
48、双亲性肽，其可以选择性的作用于肿瘤细胞，其选择性是基于通过静电引力与细胞膜上阴离子磷脂结合，因此随着治疗过程中耐药细胞的频繁出现，此类具有新的作用机制的抗肿瘤药物的发展越来越受到人们的关注。Polybia-MPI能够引起 PI 和台盼蓝以相同的速率进入细胞，显示其作用机制涉及膜穿透。扫描电镜和激光共聚焦显微实验证实细胞死亡是由于细胞肿胀和破裂引起的，显示 polybia-MPI 可以引起细胞坏死。与传统的抗肿瘤药物相比较，polybia-MPI的靶目标在于细胞膜而不是穿过细胞膜进入细胞而发挥作用。因此，肿瘤细胞很难对 polybia-MPI 产生抗性，并且其作用不受传统多药耐药机制的影响。尽管
49、本研究是初步的体外研究而不是体内研究，但是随着传统化疗药物的多药耐药的增加，polybia-MPI 可能会发展成为具有新的作用机制的抗肿瘤药物并为多药耐药肿瘤的治疗提供全新的治疗策略。化疗是肿瘤治疗中发展最快的一个领域。目前，化疗不仅仅是一种姑息治疗或者辅助治疗的手段，而且已经发展成为一种根治性方法和手段。然而，随着化疗药物的广泛应用，出现了越来越多的肿瘤多药耐药现象，大大降低了化疗药物的疗效。因此，寻找新的化疗药物迫在眉睫。通常，新药研发是通过两种方式实现，一是通过对现有药物的化学改造，二是寻找发现新的药物。本论文第一部分内容主要集中在目前已经临床应用的抗肿瘤多肽放线菌素 D 的化学改造方面，以期得到毒性更低、应用范围更广的新的放线菌素 D 的类似物，进而研究这些类似物的构效关系、作用机制及体内抗肿瘤活性。第二部分则主要研究新发现的具有不同于传统抗肿瘤药物的新的作用机制的抗菌肽的抗肿瘤活性、作用机制以及在抗多药耐药肿瘤方面的应用潜力，以期为发展具有新的作用机制的抗肿瘤药物提供科学依据及为多药耐药的肿瘤治疗提供新的治疗策略。 1、抗肿瘤多肽放线菌素 D 类似物的合成及抗肿瘤作用机制的研究 放线菌素
