王逢春，游 亮，繆震元

(基礎研究)

10-氨基酸酯高喜樹堿的體內(nèi)抗腫瘤活性研究

王逢春，游 亮，繆震元

目的 喜樹堿(Camptothecin，CPT)的A環(huán)和B環(huán)引入合適的基團可改善其活性和水溶性。設計合成10位氨基酸酯高喜樹堿(Homocamptothecin，hCPT)化合物YL-03和YL-05，增強其水溶性，并進行體內(nèi)抗腫瘤活性評價。 方法 取生長良好的A549實體瘤，小鼠右腋皮下接種，隨機分為9組，每組6只小鼠。接種后17日腹腔注射給藥1次，每4天測量所得腫瘤體積和稱量小鼠體重。接種后35 d處死動物。結論化合物YL-03和YL-05可顯著抑制裸鼠人肺癌A549移植瘤的生長，在腹腔注射給藥劑量為25 mg/kg和12.5 mg/kg時相對腫瘤增殖率［T/C(%)］分別達到59.81%和55.79%，并且化合物YL-03無論低劑量和高劑量時均體現(xiàn)出較低的毒性。結果2個化合物均體現(xiàn)出優(yōu)于陽性對照藥伊立替康的體內(nèi)抗腫瘤活性。

高喜樹堿;氨基酸酯;抗腫瘤

0 引 言

自hCPT于1997年首次公開報道以來，已成為Topo I抑制劑研究的熱點方向［1－4］。hCPT與CPT的根本區(qū)別僅在于E環(huán)由六元環(huán)變成了七元環(huán)，它們具有很強的結構相似性。CPT構效關系研究表明:A環(huán)和B環(huán)是CPT最值得修飾的部位，通過引入合適的基團可以增強活性和改善水溶性，如在10位引入鹵素、氨基、羥基、烷基及氰基等會提高該類化合物的活性［5－7］;A環(huán)或B環(huán)也是提高CPT類化合物水溶性所修飾的部位。目前上市以及處于臨床研究的化合物全都是通過在A環(huán)或B環(huán)引入親水基團來改善水溶性，如拓撲替康中的二甲氨基、伊立替康中的10位4-(1-吡啶基)-1-吡啶基團［9－10］。在前期研究中，我們設計合成了hCPT的A環(huán)10位引入氨基酸酯基以期增強其水溶性和抗腫瘤活性。體外抗腫瘤活性研究表明多個化合物優(yōu)于陽性對照藥，部分化合物在濃度100μg/ml時的抑制率甚至達到了100%［11］。為進一步評價其抗腫瘤活性，我們選擇體外活性較好的化合物YL-03和YL-05進行了裸鼠人移植腫瘤A549的體內(nèi)抗腫瘤活性研究。

圖1 CPT和hCPT的化學結構Figure 1 Chemical structures of Camptothecin and Homocamptothecin

1 材料與方法

取生長良好的A549實體瘤，無菌條件下切割成2～3mm大小的均勻小塊，用套管針每只小鼠右腋皮下接種一塊，隨機分為空白對照組，伊立替康給藥組，YL-03給藥6.25mg/kg低劑量組、12.5 mg/kg中劑量組、25mg/kg高劑量組和YL-05給藥6.25mg/kg低劑量組、12.5 mg/kg中劑量組、25 mg/kg高劑量組，每組6只健康雄性ICR小鼠。接種后17日腹腔注射給藥1次，給藥體積為0.5 ml/20 g體重，空白對照組給予等滲鹽水，陽性對照組給予伊立替康50 mg/kg，其余給予實驗藥物，每4天用電子數(shù)顯卡尺測瘤塊的長徑(a)、短徑(b)，并稱量小鼠體重。腫瘤體積(tumor volume，TV)計算公式為:TV=1/2×a×b2，相對腫瘤體積(relative tumor volume，RTV)計算公式為: RTV=Vt/Vo，Vo為分籠時(即d0)測量所得腫瘤體積，Vt為每次測量時的腫瘤體積?？鼓[瘤活性的評價指標為T/C(%)，T/C(%)=TRTV/CRTV× 100%，其中TRTV表示的是治療組小鼠的相對腫瘤體積，CRTV表示的是對照組小鼠的相對腫瘤體積。接種后35d處死動物［12－13］。

2 結 果

2.1 化合物YL-03和YL-05對人體肺癌A549裸鼠移植瘤的療效 從表1可見，與對照組比較，不同劑量的化合物YL-03和YL-05均對人肺癌細胞A549裸鼠移植瘤有明顯的抑制作用。化合物YL-03在給藥劑量為25mg/kg時的T/C(%)為59.81%，而陽性對照藥伊立替康給藥劑量為50 mg/kg時T/C(%)僅為50.03%?；衔颵L-05也表現(xiàn)出較強的體內(nèi)抑瘤作用，在較低給藥劑量6.25 mg/kg和12.5 mg/kg時其T/C(%)分別達到了50.15%和56.26%。

2.2 化合物YL-03和YL-05對裸鼠體重的影響從表2可以看出，化合物YL-03相比陽性藥和化合物YL-05毒性較小，給藥后裸鼠體重幾乎沒有變化，而陽性對照藥給藥后體重下降較大?；衔颵L-05在高劑量時毒性較大，裸鼠體重下降明顯，隨著劑量的減少，毒性也顯著下降，當劑量為3.125 mg/kg時裸鼠體重下降較小。

表1 化合物YL-03、YL-05對人體肺癌A549裸鼠移植瘤的體內(nèi)療效(相對腫瘤體積)Table 1 In vivo antitumor activity of YL-03 and YL-05 by relative tumor volume(RTV)

表2 化合物YL-03、YL-05對裸鼠體重的影響(n=6)Table 2 Body weight of the nude mice after treated with YL-03 and YL-05(n=6)

3 討 論

CPT是從中國特有的植物喜樹中提取的一種生物堿，因其獨特的選擇性DNA的TopoⅠ抑制作用，使其成為抗腫瘤藥物研究的重點方向。迄今為止，國際上批準上市用于臨床的TopoⅠ抑制劑已有3個上市藥，而國內(nèi)的10-羥基CPT長期用于臨床，也取得了不錯的效果，并且一大批高活性CPT類化合物處于各期臨床研究中。

hCPT盡管與CPT只是內(nèi)酯環(huán)上的差別，卻顯示了CPT無法比擬的優(yōu)越性，成為近年來CPT研究的熱點方向，BN80915已完成Ⅱ期臨床，BN80927等具有新藥開發(fā)價值的hCPT化合物也處于Ⅰ期臨床階段。目前，文獻報道的hCPT全合成方法及構效關系方法的研究較少。

我們課題組在前期研究中已成功開發(fā)出一條全新的hCPT全合成路線，在此基礎上進行了系統(tǒng)研究。前期研究結果表明hCPT的10位可以作為一個重要的修飾位點，引入取代基團增強活性、改善水溶性。我們通過引入氨基酸酯后得到了一系列10位氨基酸酯取代的hCPT類化合物，體外抗腫瘤活性篩選發(fā)現(xiàn)多個化合物具有顯著地活性，為進一步研究其抗腫瘤活性，我們選擇化合物YL-03和YL-05進行裸鼠體內(nèi)腫瘤增殖抑制試驗。從裸鼠體內(nèi)活性研究發(fā)現(xiàn)，我們合成的2個化合物YL-03和YL-05均具有明顯的量效關系，隨著劑量的增大，腫瘤生長抑制作用明顯提高，特別是在高劑量組時2個化合物的T/C(%)均高于陽性對照。其中化合物YL-03和YL-05在腹腔注射給藥劑量為25 mg/kg和12.5 mg/kg時，可顯著抑制裸鼠人肺癌A549移植瘤的生長，T/C(%)分別達到59.81%和55.79%，值得注意的是化合物的給藥劑量只有陽性藥1/2或1/4，并且化合物YL-03無論低劑量和高劑量時均體現(xiàn)出較低的毒性，值得進行深入研究。

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In vivo antitumor activity of 10-amino acids ester homocamptothecin analogues

WANG Feng-chun1，YOU Liang2，MIAO Zhen-yuan3
(1.Department of Medicinal Affairs，General Hospital of Beijing Military Area Command of PLA，Beijing100700，China;2.Department of Pharmacy，General Hospital of Navy Army，Beijing100037，China;3.Department of Medicinal Chemistry，The Second Military Medical University，Shanghai200433，China)

Objective The purpose of this study was to design and synthesize 10-amino acids ester homocamptothecin analogues YL-03 and YL-05，increase their water solubility and evaluate their in vivo antitumor activity. Methods A549 lung cancer cell suspensions were implanted subcutaneously into the right axilla region of mice.At 17 days after treatment，the animals were randomized into 9 groups with 6 in each，and administered by ip injection once，the tumor volumes and body weights of the animals measured every 4 days.At 35 days，the mice were sacrificed and the tumors removed. Results The compounds YL-03 and YL-05 suppressed the tumor growth by 59.81%at the dose of 25 mg/kg and 55.79%at 12.5 mg/kg，and they exhibited a low toxicity either at a low or a high dose. Conclusion Both YL-03 and YL-05 exhibited a higher antitumor activity in vivo than IRT.

Homocamptothecin;Amino acid ester;Antitumor

R979.1

A

1008-8199(2012)08-0798-03

100700北京，北京軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)務部［王逢春(醫(yī)學博士)］;100037北京，海軍總醫(yī)院藥劑科(游 亮);200433上海，第二軍醫(yī)大學藥物化學教研室(繆震元)

繆震元，E－mail:miaozhenyuan@hotmail.com

2012-05-28;

2012-06-19)

(責任編輯:繆 琴;英文編輯:羅永合)