喹喔啉酮类p-糖蛋白抑制剂的设计、合成及逆转肿瘤多药耐药活性研究.doc

1、药物化学专业优秀论文 喹喔啉酮类 P-糖蛋白抑制剂的设计、合成及逆转肿瘤多药耐药活性研究关键词：P-糖蛋白抑制剂 喹喔啉酮 耐药活性 恶性肿瘤 抗肿瘤药物摘要：恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进

2、展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被

3、研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链

4、，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转 MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/A

5、O2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2 的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR活性。平行实验重复三次，

6、维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外） 、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮 N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合

7、物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有我国自主知识产权、适合临床使用的MDR 逆转剂。正文内容恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制

8、不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞

9、往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理

10、pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转 MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标

11、化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2 的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得

12、到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外） 、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮 N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为

13、活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有我国自主知识产权、适合临床使用的 MDR 逆转剂。恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Mul

14、tidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结

15、合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆

16、转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过

17、 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞

18、 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外）、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引

19、入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有

20、我国自主知识产权、适合临床使用的 MDR 逆转剂。恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单

21、链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差

22、、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在

23、母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2的耐药性，则阿霉

24、素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。

25、喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外）、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋

26、白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有我国自主知识产权、适合临床使用的 MDR 逆转剂。恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发

27、生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂

28、一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，

29、并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化

30、合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等

31、于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外）、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理

32、想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有我国自主知识产权、适合临床使用的 MDR 逆转剂。恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药

33、物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从

34、上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平

35、面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转MDR 方面的

36、研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时

37、 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外）、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生

38、物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有我国自主知识产权、适合临床使用的 MDR 逆转剂。恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重

39、要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Bi

40、nding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影

41、响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定

42、了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR 细胞株 K562/AO2的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素

43、合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外）、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在

44、喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链（化合物 3、15、16） 。因此，这些化合物有望作为先导化合物继续优化和改造结构，得到活性更好、毒性更低的 P-糖蛋白抑制剂。 本论文的工作为继续设计与合成新的 P-糖蛋白抑制剂提供了先导化合物和构-效关系研究的有利信息，有望通过对先导

45、化合物的进一步结构优化和改造，开发出具有我国自主知识产权、适合临床使用的 MDR 逆转剂。恶性肿瘤是当今威胁人类健康的重大疾病，化学治疗是目前治疗恶性肿瘤的最重要手段，但是化疗中出现的多药耐药（Multidrugs Resistance，MDR）问题日益突出，已经成为化疗失败的主要原因。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生抗药性的同时，亦对其他结构和作用机制不同的多种抗肿瘤药物产生交叉抗药性，从而大大降低了抗肿瘤药物的疗效，导致一些联合化疗方案的失败。 近年来国内外学者对发生 MDR 的机制进行了很多探索，亦取得了很大的进展。然而到目前为止，研究的最早、也是了解最为清楚的是 P-糖蛋白介导的

46、药物外排机制。P-糖蛋白是横跨细胞膜的单链糖蛋白，底物十分广泛，其药物结合口袋能够同时结合不同结构的多个底物，借助胞内的核苷酸结合域（Nucleotide-Binding Domains，NBDs）结合并催化 ATP 水解获得能量，主动将胞内化疗药物“泵”出胞外，结果导致胞内药物浓度不断下降，肿瘤细胞不能被有效杀死。从上个世纪 70 年代起，人们就发现肿瘤细胞往往伴随着 P-糖蛋白的过度表达，通过抑制 P-糖蛋白表达或功能均可有效逆转 MDR。开发安全高效的 P-糖蛋白抑制剂一直被认为是攻克 MDR 难题的有效途径，至今已经被研究了 30 多年；但遗憾的是目前仍然没有适合临床使用的 P-糖蛋白

47、抑制剂上市，原因主要有亲和力低、选择性差、毒性高、影响 P450 酶系导致化疗药物药代动力学改变等等。开发强亲和力、高选择性、低毒副作用和对 P450 酶系无影响的 P-糖蛋白抑制剂是未来 MDR 逆转剂的发展方向。 通过对现有文献报道的 P-糖蛋白抑制剂研究发现，P-糖蛋白抑制剂一般具有如下结构特征：至少具有一个共平面的双环结构；必须具备一定的亲脂性；在生理 pH 下有一个或者多个能够接受质子的碱性中心；还必须具有合适数目的氢键受体和供体。鉴于此，我们选择了喹喔啉酮为母核，并引入某些亲脂性的基团或者天然 L-氨基酸残基为侧链，以期增强活性、降低毒性。在参考喹喔啉酮类化合物的合成文献基础上，运

48、用药物化学原理和化学合成方法，分别设计在母核的右侧和上方引入侧链，合成了两个系列的化合物共计 48 个。本论文对合成路线和制备方法均进行了详述，目标化合物亦测定了熔点等物理常数和描述了外观性质，并通过 ESI-MS 和 1H-NMR 进行了结构确证。合成的目标化合物绝大部分为全新结构，并且均未见应用于逆转MDR 方面的研究报道，已经申请中国专利保护。 合成的目标化合物在细胞水平上做了初步的药理活性筛选研究。具体原理和程序简介如下：以 MTT 法分别评价阿霉素单独使用和与待测化合物合用时对伴随 P-糖蛋白高表达的 K562/AO2 MDR 细胞株增殖能力的抑制作用，若待测化合物能够逆转 MDR

49、细胞株 K562/AO2的耐药性，则阿霉素对其杀伤作用会比其单独使用时大大增强。将一定浓度（通常使用其 IC10 或者以下）的待测化合物分别和一系列浓度的阿霉素合用，分别作用于 K562/AO2 细胞 24，48，72，96 和 120 小时，使用 MTT 实验方法计算存活细胞数目，计算 IC50 值；单独使用阿霉素时 IC50 值也以同样方法计算，二者相比较得到逆转倍数 Reversal Fold（RF）值。显然，RF 值越高代表待测化合物的逆转 MDR 能力越强，RF 等于 1 表示无逆转 MDR 活性。平行实验重复三次，维拉帕米做阳性对照。 初步的药理活性测试结果表明，大多数化合物显示出逆转 K562/AO2 耐药的药理活性。喹喔啉酮母核的苯环上为卤代烃（氟除外）、烷基或者烷氧基时均可大大增加化合物毒性且对增加活性基本没有帮助。第一系列化合物在喹喔啉酮上方引入侧链时总体活性要比右侧引入侧链好，可能前者的分子构象更加符合 P-糖蛋白狭长的药物结合通道；第二系列的喹喔啉酮N-烷基化衍生物要同比非烷基化衍生物活性高，说明化合物中的叔氨基结构可能为活性必需。相比引入苯胺类或亲脂性脂肪胺衍生物的侧链，引入氨基酸侧链能够适度降低化合物毒性。在引入的氨基酸侧链中，活性最理想的是含有丝氨酸、谷氨酸和羟脯氨酸残基侧链