冬凌草甲素结构修饰和细胞毒活性评价.pdf

烟台大学 硕士学位论文 冬凌草甲素结构修饰和细胞毒活性评价 姓名：伍旭 申请学位级别：硕士 专业：药物化学 指导教师：刘珂 20090601 摘 要 冬凌草甲素(Oridonin)是从中草药冬凌草中提取的一种四环二萜类化合物， 体内外实验证明其有较强的抗肿瘤作用，临床上曾用于食管癌和肝癌的治疗，取 得了一定疗效，是一种很有前景的抗癌新药目前国内外对冬凌草甲素抗肿瘤作 用的机制研究比较广泛研究认为，冬凌草甲素能通过降低 Bcl-2 蛋白表达和上 调 Bax 蛋白表达诱导细胞发生凋亡, 抑制肿瘤细胞的生长冬凌草甲素作为抗肿 瘤的先导化合物，由于在水相和油相中溶解度均较差，因此限制了其临床应用 为解决以上问题，我们对冬凌草甲素进行结构修饰，以其结构中羟基的反应为基 础，合成一系列衍生物，以期寻找具有临床应用价值的后选药物 本论文以冬凌草甲素为先导化合物，通过乙酰化、缩酮化、磷酸化等反应一 共合成了11个冬凌草甲素的衍生物，其结构式如下（图1） 合成的衍生物均采用 硅胶柱层析纯化，衍生物结构均经质谱和核磁共振谱确证，其中6个为首次合成的 新化合物（化合物4,5,8,9,10,11） R1 O OR2 OR3 O OR4 1: R1=OH, R2=R3=H, R4=OCCH3 2: R1=OOCCH3, R2=R3=H, R4=OCCH3 3: R1=OH, R2=H, R3,R4= (CH3)2C 4: R1=OH, R2=H, R3,R4= 3-CH3O-(4-CH3O)-H4C6 5: R1=OH, R2=R3=H, R4=Ts 6: R1=O, R2=R3=R4=H 7: R1=O, R2=H, R3,R4= (CH3)2C 8: R1=O, R2=H, R3,R4= 3-CH3O-(4-CH3O)-H4C6 9: R1=O, R2=R3=H, R4=Ts 10: R1=OH, R2=R3=H, R4=OP(OBn)2 11: R1=OH, R2=R3=H, R4=OP(OH)2 H H 图 1 图 1 化合物1～11的结构式 为考察冬凌草甲素1位羟基对抗肿瘤活性的影响，合成了化合物1～91～9，并采用 MTT法考察了9种衍生物对三种人源肿瘤细胞（Hela、HT-1080、MCF-7）的细胞 毒活性。

研究结果显示部分衍生物对MCF-7肿瘤细胞株具有较高的细胞毒作用， 且均强于阳性对照药顺铂，而对Hela和HT-1080两种肿瘤细胞株细胞毒活性较低 为了提高冬凌草甲素在水中的溶解度，合成了冬凌草甲素磷酸酯(化合物10， 11 10， 11)，实验结果表明化合物1111具有良好的水溶性，有希望开发成水溶性前药，其进 一步的研究正在进行中 关键词：冬凌草；冬凌草甲素；细胞毒；磷酸化；前体药物 Abstract Oridonin is a diterpenoid isolated from Rabdosia rubescens (Hemsl.) Hara. Experiments in vitro and in vivo proved that oridonin have strong anti-tumor activity， and it had been used to treat esophageal cancer and liver cancer with specific curative effect.Many research showed that oridonin can inhibit cell growth by down-regulation of Bcl-2 and up-regulation of Bax expression. Therefore, Oridonin is a new promising anticancer drug. As a lead compound, its solubility is poor both in the water and oil. Oridonin was modified and esterified to improve the solubility in the water or oil on hydroxy group. In this paper, Oridonin was used as the lead compound. Eleven derivatives of Oridonin were synthesized (Fig.1) and six derivatives were first synthesized (compound 4,5,8,9,10,11). Their structures were identified by spectrum analysis. R1 O OR2 OR3 O OR4 1: R1=OH, R2=R3=H, R4=OCCH3 2: R1=OOCCH3, R2=R3=H, R4=OCCH3 3: R1=OH, R2=H, R3,R4= (CH3)2C 4: R1=OH, R2=H, R3,R4= 3-CH3O-(4-CH3O)-H4C6 5: R1=OH, R2=R3=H, R4=Ts 6: R1=O, R2=R3=R4=H 7: R1=O, R2=H, R3,R4= (CH3)2C 8: R1=O, R2=H, R3,R4= 3-CH3O-(4-CH3O)-H4C6 9: R1=O, R2=R3=H, R4=Ts 10: R1=OH, R2=R3=H, R4=OP(OBn)2 11: R1=OH, R2=R3=H, R4=OP(OH)2 H H Fig. 1 Structures of compounds 1~11 In order to investigate the function of 1-hydroxyl in its ant-tumor activity, compounds 1 to 9 were synthesized. Their cytotoxicity was evaluated by measurement of MTT on three tumor cells (Hela、HT-1080、MCF-7). The result showed that Oridonin and lots of derivatives showed stronger cytotoxicity on MCF-7 cell than Cisplatin . To improve the solubility in the water of Oridonin, compounds 10 and 11 were synthesized. Experiments show that Compound 11 had well water solubility than Oridonin, so it probably can be used as potential water solubility prodrugs and the farther research was in progress. Key words: Rabdosia rubescens; Oridonin; cytotoxicity; phosphorylation; prodrug 烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品或成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明本声明的法律结果由本人承担 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明学位论文使用授权说明 本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容 （保密论文在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文 烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文 47 版权声明版权声明 任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人， 未经本论文作者同意， 不 得将本论文转借他人， 亦不得随意复制、 抄录、 拍照或以任何方式传播 否则， 引起有碍作者著作权之问题，将可能承担法律责任 烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文 烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 前 言 前 言 肿瘤严重威胁人类的生命及生活质量，其发病率逐年上升。

由于其恶劣病程及后果， 对肿瘤的预防及治疗研究在全世界范围内得到高度的重视目前，外科手术、放射治疗及药 物治疗仍然是治疗肿瘤最主要手段，外科治疗及放射治疗在技术上日益完善，很难再大幅度 提高治愈率研制及开发新型抗肿瘤药物越来越为人类带来更大的益处 天然产物来源抗肿瘤物质一直受到了人们的重视从1981年至2002年间，美国食品与药 物监督管理局批准的抗癌新药有62%来源于天然产物 [1] 天然产物与合成化合物比较， 其化学 结构变化多样，具有更多生物活性祖国的传统医药历史悠久、自成体系，中药、草药及经 验用药具有确切的疗效其中，许多药物在传统中医药理论的指导下用于肿瘤治疗 [2]，因此， 从中寻找抗肿瘤药物，成为国内外研究的热点 冬凌草为唇形科香茶菜属植物碎米桠(Rabdosia rubescens(Hemsl.)Hara) 的干燥地上 部分，半灌木，以草质部分入药因冬天全株结满薄如蝉翼的银白色冰凌片，故又名冰凌草 [3]，广布于我国黄河长江流域，主产于河南济源太行山一带味甘苦，性微寒，具有清热解 毒、消炎止痛、健胃活血及抗肿瘤之功效 [4] 用于治疗咽喉肿痛、扁桃体炎、蛇虫咬伤, 对 食管癌、贲门癌、原发性肝癌、肺癌、前列腺癌、膀胱癌等有一定疗效，对食管上皮增生有 显著疗效。

研究发现其主要抗癌活性成分为冬凌草甲素（oridonin）和冬凌草乙素 （ponicidin）（图2） [5] OH OH O O OH H OH H OH H OH OH O O O 冬凌草甲素 冬凌草乙素 图 2 冬凌草甲素和冬凌草乙素 1.1 冬凌草甲素的药理活性研究 1.1.1 冬凌草甲素的抗肿瘤作用 烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文 烟 台 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 冬凌草甲素具有广泛的抗肿瘤作用 [6,7]， 对非实体瘤也有很好的疗效[8,9] 其抗肿瘤作用的 机制成为国内外研究的热点 1.1.1.1 对人肝癌细胞株BEL-7402的杀伤作用 葛铭等 [10]用体外培养法实验研究了对人肝癌BEL-7402 细胞的杀伤作用，结果表明，冬 凌草甲素可以阻止BEL-7402 细胞进入S 期或杀伤S 期细胞，从而抑制癌细胞的增殖 对肿 瘤细胞的杀伤作用与剂量有关，浓度为2 mg·L -1 对BEL-7402 细胞只有轻度杀伤作用(20%～ 30%)， 4 mg·L -1可杀伤50%以上的细胞，随着药物剂量增加，杀伤作用明显增加用药后1d， 冬凌草甲素杀伤BEL-7402细胞的能力大于5-氟脲嘧啶， 约为后者的2倍。

冬凌草甲素的TCD50 为4μg，而5-氟脲嘧啶的TCD50为8μg但从生长曲线看，冬凌草甲素的即时作用强，而5-氟 脲嘧啶的后作用强 刘加军等 [11]以不同浓度的 冬凌草甲素作用于体外培养的BEL-7402 细胞，MTT 法检测细 胞生长抑。