吲哚生物碱是为成药系数比较高的一类天然产物,目前已有50余个化合物应用于临床,特别是单萜吲哚生物碱衍生物-长春碱、喜树碱两个系列抗癌药物明确的作用机制与靶点,为从新颖吲哚生物碱中发现抗癌先导化合物提供了可行性。研究组近年积累了吲哚生物碱识别、分离、结构鉴定、活性和新药研究的经验,并发现了以在Organic Letters等9篇TOP15%SCI杂志上报道的系列结构新颖或具有药理活性的单萜吲哚生物碱。并与合作者发现一些体外具有显著抗肿瘤活性的植物和吲哚生物碱,为本项目开展提供基础。本项目选择前期筛选具有良好抗肿瘤活性的云南特色资源植物,系统研究其中吲哚生物碱类成分,并开展tabersonine结构修饰,获得系列衍生物,通过体外抗肿瘤活性筛选,确定2-3个目标分子(包括TCA-13)进行体内活性及毒性评价,有望发现具有潜力的抗肿瘤化合物。
Monoterpenoid indole alkaloids;Novel structure;derivatives of tabersonine;Antitumor cytotoxic activity;In vivo antitumor evaluation
本项目基于HPLC-UV去重复分析,尽量避免重复获得已有的化合物。选择多种具有显著细胞毒活性、富含生物碱的植物,深入、系统研究其生物碱成分。项目共完成12种植物(卵叶蓬莱葛、毛九节、金鸡纳树、鸡纳树、 帽蕊木、云南山橙、山橙、蔓长春、狗牙花、盆架树、长春花、灯台叶)中生物碱成分研究。共分离鉴定化合物435个,其中生物碱335个,新颖生物碱85个,包括6个新骨架生物碱。生物碱的类型涉及到吲哚生物碱、双吲哚生物碱、喹啉生物碱、九节中多聚生物碱等;完善、扩充单萜吲哚生物碱HPLC-UV图谱库,建立具有化学多样性和结构新颖性的吲哚生物碱资源库。以tabersonine为底物,开展结构修饰,获得10余个tabersonine的衍生物。以人白血病HL-60,肝癌SMMC-7721,肺癌A-549,乳腺癌MCF-7,结肠癌SW480肿瘤细胞株为模型,采用MTT法对生物碱进行初步抗肿瘤细胞毒活性评价。结果显示有58个生物碱具有较好的体外肿瘤细胞抑制活性。其中quadrigemine I、3-acetonyl-tabersonine、conophylline等具有极好的抗体外肿瘤细胞抑制活性,其IC50 值比阳性对照顺铂小1-2个数量级。多数双吲哚生物碱的抗肿瘤细胞株活性较好,而相应的单体无此活性或是活性很弱,通过一个单键的连接就大大地增加了抗肿瘤的活性,为我们寻找活性生物碱提供了理论和实验依据。另外有5个tabersonine衍生物显示出较好的体外肿瘤细胞抑制活性。在抗肿瘤体外评价基础上,优选出4个生物碱(MH-50、PP-4、MS-6、TA-CN),完成的体内抗肿瘤评价(小鼠肿瘤和裸鼠人癌移植瘤模型)。在小鼠肿瘤模型上,抗肿瘤效果较长春瑞宾、DDP弱,但对试验小鼠体重、胸腺和脾脏系数影响较小,显示了较小的毒性;在有效剂量时对裸小鼠移植瘤均有明显生长抑制作用,肿瘤的相对增殖率T/C(%)小于50,且对裸小鼠体重几乎没有影响,而长春瑞宾组出现动物体重明显下降,实验周期内出现动物死亡。然而综合评价治疗指数,4个候选生物碱在多种肿瘤动物药效评价模型上,均未显示比一线抗癌药物(对照组)显著的优效性。已经发表相关研究论文16篇,其中SCI论文14篇,获得国内授权专利3项,国际授权专利1项,培养博士研究生5名,硕士研究生6名。