徐長亮，王菊仙，白曉光，王玉成

針對肉桂酰胺類化合物的藥物研發(fā)已有幾十年的歷史，國內外文獻對其藥理活性有許多報道，其中大部分都集中在抗驚厥[1]、擴張血管[2]、殺蟲[3]、抗誘變[4]、治療糖尿病[5]、抗抑郁[6]以及消炎[7]等方面。近二十年，肉桂酰胺類化合物抗腫瘤活性的報道逐年增多，本文就此展開綜述，希望能為肉桂酰胺類藥物的研發(fā)提供參考。

肉桂酰胺及其相關化合物在自然界中廣泛存在，形成了一系列具有抗癌活性的物質[8]，具體分為以下幾類：

1 α-氰基肉桂酰胺類

Shiraishi 等[9]在篩選酪氨酸激酶抑制劑時發(fā)現(xiàn)，3-氰 基-4-羥基肉桂酰胺和 3,5-二叔丁基-α-氰基-4-羥基肉桂酰胺具有潛在的活性，于是在此結構基礎上，設計合成了一系列 α-氰基肉桂酰胺類化合物（1a ～ 1w），結構如表 1 所示。對酪氨酸激酶的抑制活性測試結果顯示，將 3,5-二叔丁 基-α-氰基-4-羥基肉桂酰胺的 3、5 位用苯基、乙氧基和苯硫基甲基取代后得到的化合物 1b 和 1f 活性最佳，對表皮鱗狀癌 A-431 細胞的 IC50均達到 0.37 μmol/L。構效關系研究顯示，苯環(huán)上 R2位的羥基及其與酰胺鍵之間的碳碳雙鍵對活性至關重要，并且苯環(huán)上 R1和 R3位是疏水性基團取代時，可增強活性。由于酪氨酸激酶抑制劑可以抑制酪氨酸激酶在細胞的增殖、變異、致癌以及腫瘤進程的控制中所起到的關鍵性作用，進而發(fā)揮腫瘤預防和化療的功效，所以化合物 1b 和 1f 具有潛在的抗癌活性，可以作為抗腫瘤藥物來開發(fā)。但由于某些未知原因，未見此類化合物抗腫瘤活性的后續(xù)報道。

2 2-甲基肉桂酰胺

2-甲基肉桂酰胺是 Welch 等[10]從灰藤黃鏈霉菌（Streptomyces griseoluteus）發(fā)酵的啤酒液中分離得到的，結構如圖 1 所示。該化合物在抑制癌細胞侵襲和轉移方面效果顯著。當使用非毒性劑量對惡性人黑色素瘤細胞（C8161 和 A375M）進行預處理時，發(fā)現(xiàn)瘤細胞的侵襲出現(xiàn)了對劑量和時間依賴的可逆性下降（IC50= 12.5 μg/ml）；而當在靜脈注射前將腫瘤細胞進行與前述同樣的預處理時，發(fā)現(xiàn)其對肺的浸染被顯著抑制（P ＜ 0.05）。2-甲基肉桂酰胺對癌細胞的作用機制尚未明確，需要后續(xù)的研究加以揭示。

3 氮芥肉桂酰胺類

研究發(fā)現(xiàn)，偏端霉素的肉桂氮芥類衍生物（3a）和他莫司?。?b）對白血病具有良好的治療效果，并且 3a 的活性明顯高于 3b。由于兩者分子中的脒基部分具有強堿性，在任何生物環(huán)境下都能夠發(fā)生質子化，所以在 DNA 結合以及細胞或組織的生物利用度方面都可能發(fā)揮重要的作用。另外在 R1基團處，3a 較 3b 多一個碳碳雙鍵，延長的共軛鍵可能對活性提升具有一定貢獻。將 3a 和 3b 分子中的 3 個吡咯環(huán)換成吡唑環(huán)得到化合物 3c 和 3d，其中 3d 的活性要比 3c 強 20 倍，與 3a 基本相當[11-12]。將 3d 分子中脒基部分用不同性質的堿性或非堿性脒基片段取代后得到化合物 3e ～ 3i，結構如圖 2 和表 2 所示。其中除了 3e 的活性與 3d 保持相當之外，其余化合物的活性均出現(xiàn)了一定的下降，說明脒基的存在對活性具有重要貢獻。 Baraldi 等[13]的研究表明，化合物 3d ～ 3i 具有與富含 AT 序列的 DNA 選擇性相互作用的能力。與其他報道的類似化合物一樣，偏端霉素作為這些新分子與 DNA 特異性綁定的載體，將氮芥片段定位于一個非常適于下一步烷基化的位置，因而此類化合物具有高效以及特異性的抗癌作用。

表1 化合物 1a ～ 1w 的結構

圖1 2-甲基肉桂酰胺的結構

圖2 偏端霉素和化合物 3a ～ 3i 的結構

4 肉桂酰四氫吡咯類

Nagamura 等[14]報道，將 duocarmycin A 的吡咯環(huán)部分與對硝基苯酚肉桂酸酯經(jīng) NaH 處理得化合物 4a ～ 4k，吡咯環(huán)中的環(huán)丙基用氫溴酸打開，再引入氮取代氨基甲酸酯基團可得到化合物 4l ～ 4s，結構如圖 3、表 3 和表 4 所示。對這些肉桂酰四氫吡咯類化合物的抗癌活性評價發(fā)現(xiàn)，化合物 4a 和 4b 具有很強的細胞生長抑制活性；化合物 4c ～ 4k 的鄰位取代對活性沒有多少影響，但是對水溶性的提高有很大幫助。這些結果促成了化合物 4l ～ 4s 的合成。其中，化合物 4l ～ 4p 具有抑制小鼠 S180 實體瘤細胞的活性。與 4l ～ 4p 相比，4q ～ 4s 在甲氧基的鄰位引入了親水性基團，水溶性有所提高，但活性比前者低。這表明類似化合物中富電子基團的存在可能會導致細胞通透性的降低，進而影響抗癌作用。

基質金屬蛋白酶類（MMPs）是一類涉及眾多生理以及病理過程的水解酶，其過度激活將導致包括腫瘤在內的許多疾病的發(fā)生。在 MMPs 中，明膠酶類是一類重要的酶，其在惡性組織中被發(fā)現(xiàn)大量上調，且在癌變及血管生成中也有表達。另外，明膠酶類幾乎涉及腫瘤進程的每一個階段[15]。因此，尋找此類酶的抑制劑成為研究熱點。Zhang 等[16]在 L-羥脯氨酸結構的基礎上合成了一系列新的肉桂酰四氫吡咯類化合物 4t ～ 4v，結構如圖 4 和表 5 所示。經(jīng)白明膠酶（MMP-2 & 9）和氨肽酶N（APN）抑制活性測試，在吡咯環(huán) C4 位連有芳環(huán)側鏈的化合物 4t ～ 4v 均為良好的白明膠酶抑制劑。但與對 MMP-2 的活性相比，大部分化合物對 APN 的活性較差。

表2 化合物 3a ～ 3i

圖3 Duocarmycin A 和化合物 4a ～ 4s 的結構

表3 化合物 4a ～ 4k

表4 化合物 4l ～ 4s

5 肉桂酰胺

Jiang 和 Zhen[17]對肉桂酰胺（CNM）（圖 5）的抗癌活性進行了研究，發(fā)現(xiàn)其對人口腔表皮樣癌 KB 細胞、人肝癌 BEL-7420 細胞以及人纖維肉瘤 HT-1080 細胞的 IC50值為 1.29 ～ 1.94 mmol/L；對人胎兒肺 2BS 細胞的 IC50值為 4.33 mmol/L；當以 50 ～ 150 mg/kg 的劑量對小鼠給藥（靜注或口服）時，顯示了中等的抑制腫瘤活性；靜注或口服肉桂酰胺（150 mg/kg）對移植的小鼠肝癌細胞 H22 的抑制率分別達到 48.8% 和 40.5%；100 mg/kg 的肉桂酰胺對小鼠結腸癌細胞 CT26 以及 Lewis 肺癌細胞的抑制率分別為 39.0% 和 53.9%；在 Lewis 肺癌模型中，100 mg/kg的肉桂酰胺靜注也使癌細胞的轉移降低了 59.1%；明膠酶譜法顯示，肉桂酰胺能以濃度依賴的方式降低 HT-1080 腫瘤 細胞條件培養(yǎng)液中 MMP-2 的水平。上述結果說明，肉桂酰胺是一種作用于 MMPs 的低毒抗腫瘤化合物，可作為抗腫瘤藥物開發(fā)的先導物。

圖4 化合物 4t ～ 4v 的結構

表5 化合物 4t ～ 4v

圖5 肉桂酰胺的結構

6 N-甲基肉桂酰胺丁酸甲酯

組蛋白的乙?；軌虼龠M DNA 的轉錄，進而強化基因的表達。但是組蛋白去乙?；福℉DACs）卻能夠逆轉這個過程，抑制基因的表達。HDACs 在細胞中調節(jié)細胞周期抑制因子 p21 的表達和腫瘤抑制因子 p53 的活性，在腫瘤的發(fā)生中起著重要的作用，以其為靶點的小分子抑制劑的設計與合成也成為近年來抗腫瘤藥物研發(fā)的熱點之一。Lan-Hargest 和 Weich[18]的研究顯示，N-甲基肉桂酰胺丁酸甲酯（圖 6）可與組蛋白去乙酰化酶活性中心的鋅離子結合并形成螯合物，能有效地抑制組蛋白去乙?；傅幕钚?，是一種優(yōu)良的組蛋白去乙?；敢种苿?。然而通過實驗發(fā)現(xiàn)，N-甲基肉桂酰胺丁酸甲酯對人乳腺癌 MCF-7 細胞和前列腺癌 PC-3 細胞的抑制活性并不高，IC50只有 20 μmol/L。

圖6 N-甲基肉桂酰胺丁酸甲酯的結構

7 肉桂酰羥胺類

為尋找組蛋白去乙?；傅男》肿右种苿?，焦杰等[19]設計合成了 11 種肉桂酰胺類化合物 7a ～ 7k，結構如圖 7 所示，并對其 HDACs 抑制活性進行了測試。結果表明，11 種化合物的酶抑制活性均不及陽性對照藥 SAHA（商品名 Zolinza，IC50= 1.28 μmol/L），其中以化合物 7a、7b、 7e 和 7k 活性較好，IC50= 2 ～ 15 μmol/L。

圖7 SAHA 與化合物 7a ～ 7k 的結構

圖8 化合物 8a ～ 8c 的結構

8 肉桂酰三氮唑類

轉谷酰胺酶（TGases）是一類鈣依賴酶，可以通過形成側鏈間的 γ-谷?；?ε-賴氨酸來催化特定蛋白的分子間偶聯(lián)。高活性的 TGases 會導致包括銀屑病、免疫系統(tǒng)疾病以及腫瘤轉移等在內的許多生理疾病的發(fā)生。為尋找其抑制劑，Pardin 等[20]合成了肉桂酰三氮唑類化合物 8a ～ 8c，結構如圖 8 所示。這些化合物都是 TG2 的可逆抑制劑，其中以 8b 和 8c 的活性最佳，IC50值分別為 43 mmol/L 和 24 mmol/L。大部分有效抑制劑分子的對位取代基中都包含 sp2 雜化的氧原子，這樣既保持了肉桂雙鍵的距離，又維持了共軛；而其中?；碾s環(huán)則可作為氫鍵的受體。這些抑制劑可能是綁定在酰基供體結合位點的疏水凹槽內發(fā)揮作用的。苯并三唑是很好的離去基團，所以這些分子可以作為良好的?；噭?。

9 肉桂酰嘧啶類

酚氨嘧啶（2-phenylaminopyrimidine，PAP）衍生物 STI-571 是一種有效并具有相對選擇性的 Bcr-Abl 酪氨酸激酶抑制劑，對處于慢性期的慢性髓性白血病患者具有很好的療效，但 Bcr-Abl 激酶域的突變已被證實為對 STI-571 耐藥的主要原因之一。受此啟發(fā)，Chang 等[21]開發(fā)了一系列新的 PAP 衍生物 9a ～ 9f，結構見圖 9 和表 6?？拱┗钚詼y試結果顯示，與 STI-571 相比，9b 和 9c 的活性明顯提高，而 9d 則基本持平，其他化合物的活性出現(xiàn)不同程度 的降低。可見將 STI-571 的苯酰部分換成苯環(huán)上被合適的吸電子取代基取代的肉桂酰后，活性得到了提升，說明這種不飽和芳香酮結構對此類抑制劑分子的活性提高有益。

圖9 STI-571 和化合物 9a ～ 9f 的結構

表6 化合物 9a ～ 9f

10 肉桂酰哌嗪類

Srivastava 等[22]將阿魏酸與哌嗪類衍生物以及 [4-(2-溴烷氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基-(S)-2-(二乙硫甲基)四氫吡咯]-1-甲酮對接，合成了一些肉桂酰哌嗪類化合物 10a1 ～ z9，結構見圖 10。由阿魏酸出發(fā)，將其與不同的哌嗪對接，得到化合物 10a1 ～ 10a3 和 10w。在此基礎上，將其苯環(huán)對位的羥基與 [4-(2-溴烷氧基)-5-甲氧基-2-硝基苯基-(S)- 2-(二乙硫甲基)四氫吡咯]-1-甲酮對接，得到化合物 10b1 ～ 10j9 以及 10x1 ～ 10x9；而將其分子中硝基還原為氨基則得到化合物 10k1 ～ 10s9 和 10y1 ～ 10y9，然后合環(huán)又可得化合物 10t1 ～ 10v9 和 10z1 ～ 10z9。對這些化合物抗癌活性 進行了評價，包括 60 種不同的人類腫瘤細胞，如 Hop-62、SiHa、MCF-7、Zr-75-1 以及 Colo205 等。結果顯示，化合物 10v2 活性最好（GI50= 0.02 ～ 3.39 μmol/L），并且所有的化合物對癌細胞均有毒性，同時對 DNA 的綁定能力也很顯著。

11 肉桂異羥肟酸類

為提升氨肽酶抑制劑 bestatin 對成人急性白血病的臨床治療效果，Liu 等[23]設計合成了一系列 N-肉桂酰-L-天冬氨酸及其異羥肟酸衍生物 11a ～ 11f，結構如圖 11 所示。由 L-天冬氨酸出發(fā)，將其酯化后與肉桂酰連接得化合物 11a；將 11a 水解得對應的酸 11b；11b 在醋酸酐中加熱脫水得對應的酸酐 11c；再用正丁胺處理則得化合物 11d；然后在鹽酸中用羥胺處理 11d 得到化合物 11e。這些化合物對氨肽酶的抑制活性測試顯示，化合物 11e 的活性最好 [IC50=（11.1 ± 0.9）μmol/L]；另外，與 bestatin 相比，11e 對 HL-60 細胞（多藥耐藥白血病）的抗增殖活性更加優(yōu)異。

圖10 阿魏酸和化合物 10a1 ～ 10z9 的結構（n = 1 ～ 9）

圖11 Bestatin 和化合物 11a ～ 11f 的結構

化合物 11f 的結構與上述幾個化合物差異較大，是一種新的肉桂異羥肟酸類組蛋白脫乙酰化酶抑制劑，可誘導人類慢性髓細胞性白血病急變期細胞 K562 和急性白血病細胞 MV4-11 的凋亡。

12 肉桂酰苯胺類衍生物

圖12 化合物 12a ～ 12e 的結構

姜集苗等[24]合成了 5 種類似查爾酮結構的肉桂酰苯胺類化合物 12a ～ 12e，并采用 MTT 比色實驗對其抗癌活性進行了篩選。實驗以肉桂酸為陽性對照物，結果顯示，化合物 12a ～ 12e 均有一定的抑癌活性，其中對人子宮頸癌細胞系 HeLa 細胞和乳腺細胞系 MDA-MB-435 細胞的抑制活性以 12e 最高，IC50分別為 42.38 μg/ml 和 10.05 μg/ml，而對人肺癌細胞系 H460 細胞的抑制活性則以 12b 最佳，IC50為34.98 μg/ml。 從上述研究結果來看，大部分合成或分離得到的肉桂酰胺類化合物的抗癌活性欠佳。原因在于大部分的研究系統(tǒng)性不強，或是從菌株發(fā)酵液中分離純化后進行抗癌活性篩選，或是仿照經(jīng)典分子或已有藥物分子，設計合成后進行活性篩選，并沒有對此類化合物進行系統(tǒng)的構效關系研究。由于肉桂酰部分具有 3 個優(yōu)秀的反應位點，可以進行苯環(huán)上的取代、α，β-不飽和雙鍵的加成以及羧基部分的變化等，從而衍生出數(shù)量龐大的化合物。通過對比這些化合物中苯環(huán)上取代基性質的不同、數(shù)量的不同和取代位置的不同，碳碳雙鍵是否加成，加成取代基位置和種類的不同，還有羰基部分的改變，可以揭示此類化合物結構中不同部位對生物活性的作用。筆者認為，在對構效關系研究較為全面的基礎上，一定可以找到活性更好的肉桂酰胺類抑癌小分子化合物。

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