本發(fā)明涉及一種二苯并呋喃化合物的用途。
背景技術(shù):
長松蘿usnealongissimaach.是真菌界地衣門茶漬目松蘿科usneaceae松蘿屬地衣。松蘿酸(usnicacid)是從長松蘿中提取的一種具有藥物活性的成分,文獻(xiàn)報(bào)道其具有抗腫瘤、抑菌、消炎、止痛等活性。有報(bào)道表明,松蘿酸具有抗lewis肺癌細(xì)胞的活性;松蘿酸具有抗乳腺癌細(xì)胞株、肺癌細(xì)胞株等多種腫瘤細(xì)胞株的活性;松蘿酸能夠通過抑制vegfr-2介導(dǎo)的akt/p70s6k和erk1/2信號(hào)通路抑制乳腺癌腫瘤生長和血管新生;能夠通過誘導(dǎo)g0/g1期細(xì)胞周期阻滯抑制細(xì)胞生長;還能夠通過誘導(dǎo)線粒體膜去極化和凋亡促進(jìn)人肺癌細(xì)胞死亡。
化合物usenaminea是松蘿酸的衍生物,有報(bào)道將其用于創(chuàng)傷治療,從未有人嘗試將其用作抗腫瘤藥物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)的發(fā)明人通過對(duì)松蘿酸的多種衍生物進(jìn)行研究,意外地發(fā) 現(xiàn)usenaminea具有顯著的抗腫瘤作用,從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的在于提供二苯并呋喃化合物usenaminea用于制備抗腫瘤藥物的用途,usenaminea抗腫瘤效果顯著。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供了二苯并呋喃化合物用于制備抗腫瘤藥物的用途,所述二苯并呋喃化合物的結(jié)構(gòu)式如下:
根據(jù)本發(fā)明的用途,優(yōu)選地,所述抗腫瘤藥物通過抑制akt/mtor信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用。
根據(jù)本發(fā)明的用途,優(yōu)選地,所述抗腫瘤藥物通過活化mapk信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用。
根據(jù)本發(fā)明的用途,優(yōu)選地,所述腫瘤選自肺癌、肝癌、前列腺癌中的任一種。
根據(jù)本發(fā)明的用途,優(yōu)選地,所述二苯并呋喃化合物用于小鼠的有效用量范圍是10mg/kg~40mg/kg。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的二苯并呋喃化合物具有顯著的抗腫瘤作用,特別是能夠通過抑制akt/mtor信號(hào)通路和/或通過活化mapk信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用,效果明顯優(yōu)于松蘿酸。
附圖說明
圖1為實(shí)施例4中transwell試驗(yàn)采用濃度為0~8μm的usenaminea分別作用于人肺腺癌細(xì)胞系a54936h、人肝癌細(xì)胞系skhep-112h、人肝癌細(xì)胞系hepg236h、人前列腺癌細(xì)胞系pc3細(xì) 胞36h之后染色的照片。
圖2為實(shí)施例5中采用濃度為0~7.5μm的usenaminea預(yù)處理人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞huvec細(xì)胞24小時(shí)后的微管形成照片。
圖3a為實(shí)施例6中采用濃度為0~8μm的usenaminea作用于人肝癌細(xì)胞系hepg2、人肝癌細(xì)胞系skhep-1后的westernblotting結(jié)果圖。
圖3b為實(shí)施例6中采用濃度為0~8μm的usenaminea作用于人肝癌細(xì)胞系hepg2、人肝癌細(xì)胞系skhep-1和人肺腺癌細(xì)胞系a549后的westernblotting結(jié)果圖。
圖4a為裸鼠腹腔注射不同劑量的化合物usenaminea后,腫瘤大小隨時(shí)間的變化圖。
圖4b為裸鼠腹腔注射不同劑量的化合物usenaminea后,裸鼠體重隨時(shí)間的變化圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
pi3k-akt-mtor信號(hào)通路能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、血管形成、侵襲遷移、細(xì)胞分化、能量代謝、自噬、蛋白翻譯等細(xì)胞生物學(xué)過程。akt-mtor信號(hào)通路異常在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中非常常見。akt是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,位于pi3k的下游,介導(dǎo)了其對(duì)mtor(哺乳動(dòng)物類雷帕霉素靶蛋白,一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶)活性的調(diào)節(jié),并起到了重要作用。pi3k被激活后可磷酸化pip3,pip3能夠促進(jìn)akt被磷酸化而被激活。mtor能被雷帕霉素特異性抑制。針對(duì)腫瘤信號(hào)通路的抗癌藥物具有選擇性高,副作用低的特點(diǎn),目前尋找pi3k-akt-mtor信號(hào)通路過度活化所致腫瘤的治療藥物正是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。mapk信號(hào)通路在細(xì)胞凋亡調(diào)控方面發(fā)揮了重要作 用,其被激活在一定程度上可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。
本發(fā)明提供了二苯并呋喃化合物用于制備抗腫瘤藥物的用途,所述二苯并呋喃化合物被命名為usenaminea,化學(xué)式為(r,e)-6-乙?;?2-(1-氨基亞乙基)-7,9-二羥基-8,9b-二甲基二苯并[b,d]呋喃-1,3(2h,9bh)-二酮,結(jié)構(gòu)式如下:
本發(fā)明的抗腫瘤藥物usenaminea能夠通過抑制akt/mtor信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用。另一方面,本發(fā)明的抗腫瘤藥物usenaminea能夠通過活化mapk信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用。根據(jù)本發(fā)明的用途,所述的腫瘤可以是能夠通過抑制akt/mtor信號(hào)通路和/或活化mapk信號(hào)通路而實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用的任何腫瘤類型。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式,所述腫瘤選自肺腺癌、肝癌、前列腺癌中的任一種。優(yōu)選地,本發(fā)明的抗腫瘤藥物usenaminea的有效用量范圍是小鼠10mg/kg~40mg/kg,更優(yōu)選為15mg/kg~30mg/kg。作用于人體的有效劑量可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法換算。
以下實(shí)施例中,采用如下試驗(yàn)材料:
dmem基礎(chǔ)培養(yǎng)基、胎牛血清、青霉素鏈霉素混合液(100×)、0.25%胰蛋白酶-edta、二甲基亞砜均為常規(guī)市售產(chǎn)品。
(+)松蘿酸為阿拉丁試劑(上海)公司生產(chǎn)。
cck-8細(xì)胞增殖和毒性檢測(cè)試劑盒(cellcountingkit-8),為日本同仁化學(xué)研究所(dojindo)產(chǎn)品。
流式凋亡檢測(cè)試劑盒為美國bd公司產(chǎn)品,β-actin為美國百奇生 物(abgent)公司產(chǎn)品。
akt、p-akt、ps6、s6、p-p38、p38、p-erk、erk,均為美國cst公司(cellsignalingtechnology,inc)產(chǎn)品。
hrp-標(biāo)記的羊抗鼠/兔,為美國圣克魯茲(santacruz)生物技術(shù)公司產(chǎn)品。
人肺腺癌細(xì)胞系a549細(xì)胞、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2細(xì)胞,人前列腺癌細(xì)胞系pc3細(xì)胞、人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞huvec均來自美國atcc生物標(biāo)準(zhǔn)品資源中心;其中,人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞huvec細(xì)胞用dmem完全培養(yǎng)基(含有10%的fbs、100u/ml青霉素、100g/ml鏈霉素)培養(yǎng);人前列腺癌細(xì)胞系pc3細(xì)胞用f12k完全培養(yǎng)基(含有10%的fbs、100u/ml青霉素、100g/ml鏈霉素)培養(yǎng);細(xì)胞培養(yǎng)條件為37℃,5%co2,飽和濕度培養(yǎng)。
裸鼠,balb/c種系,18-22g,4-5周齡,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,在spf級(jí)環(huán)境中飼養(yǎng)。
制備例
化合物usenaminea合成方法如下:
將(+)松蘿酸溶于無水乙醇,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下,加入濃氫氧化銨溶液。80℃攪拌2小時(shí),冷卻,濃縮。用1n鹽酸酸化并用乙酸乙酯萃取兩次。將合并的萃取物用水和鹽水洗滌后,用無水硫酸鈉干燥并減壓蒸發(fā)。殘余物用氯仿結(jié)晶,經(jīng)鑒定為化合物usenaminea(產(chǎn)率77%)。將化合物usenaminea溶于dmso,得到20mm、40mm的母液,后稀釋到工作液濃度用于后續(xù)研究。
實(shí)施例1
cck-8細(xì)胞增殖試驗(yàn)
采用cck-8試劑(細(xì)胞計(jì)數(shù)試劑盒,cellcountingkit-8),測(cè)定不同濃度下的usenaminea對(duì)人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3的增殖活性的影響。分別取對(duì)數(shù)期的人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3,制備細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為3.5×104/ml~4.0×104/ml,加入96孔板,每孔100μl。細(xì)胞培養(yǎng)24小時(shí)使其完全貼壁,將化合物usenaminea母液用完全培養(yǎng)基稀釋成2μm-10μm的工作液,每個(gè)濃度設(shè)置5個(gè)復(fù)孔。于加藥48h后,每孔加入10μlcck-8試劑,使其在37℃作用2小時(shí)。酶標(biāo)儀測(cè)定測(cè)量波長450nm,參比波長630nm下各孔的od值,并以公式計(jì)算各組的抑制率。結(jié)果如表1所示。
表1usenaminea抑制腫瘤細(xì)胞增殖作用
由表1可看出,化合物usenaminea對(duì)所述腫瘤細(xì)胞均有十分明顯的增殖抑制作用,且隨著化合物usenaminea濃度的增加,對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖抑制率逐漸增大。
另外,發(fā)明人還采用相同檢測(cè)方法檢測(cè)了松蘿酸對(duì)人肝癌細(xì)胞系hepg2增殖活性的影響,結(jié)果顯示,松蘿酸的濃度與對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖抑制率同樣呈正相關(guān),但松蘿酸對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖抑制率遠(yuǎn)低于 usenaminea。例如,松蘿酸濃度增大至20μm,其對(duì)人肝癌細(xì)胞系hepg2的增殖抑制率也僅為15.8±0.5,效果明顯遜于usenaminea。
實(shí)施例2
流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡試驗(yàn)
分別取人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3,制備細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×105/ml,接種在6孔板中,過夜貼壁后,分別加入濃度為0、4、6、8μm的usenaminea,培養(yǎng)48h,按annexinv-fitc/pi檢測(cè)試劑盒方法方法操作。簡言之,以0.25%胰蛋白酶(不含edta)消化成單細(xì)胞懸液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使得收集的細(xì)胞總數(shù)約為1×106。用pbs洗細(xì)胞2次,1000rpm離心5min,收集細(xì)胞。加入500μl的annexinvbindingbuffer懸浮細(xì)胞,加入5μlannexinv–fitc和5μlpropidiμmiodide混勻,避光,室溫反應(yīng)15min,流式細(xì)胞儀分析,得到細(xì)胞凋亡率,結(jié)果如表2所示。
表2usenaminea促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡作用
由表2可見,化合物usenaminea能夠促進(jìn)所述腫瘤細(xì)胞凋亡,且細(xì)胞凋亡率與劑量成正相關(guān),即隨著給藥濃度的上升,所述腫瘤細(xì)胞凋亡率逐漸升高。
實(shí)施例3
細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)
細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)被用來評(píng)價(jià)細(xì)胞體外的遷移能力。觀察不同濃度的化合物usenaminea對(duì)人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3細(xì)胞體外遷移能力的影響。所選擇的給藥濃度均在低細(xì)胞毒的范圍內(nèi),進(jìn)一步排除因細(xì)胞毒作用而致使細(xì)胞的遷移能力受到抑制的可能。每種腫瘤細(xì)胞根據(jù)其自身遷移能力的強(qiáng)弱調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)而開展試驗(yàn)。
分別將人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3接種在12孔板中,待細(xì)胞處于亞融合狀態(tài)時(shí),換用無血清的dmem高糖培養(yǎng)基饑餓培養(yǎng)12h。用10μl的白色槍頭垂直輕柔劃痕,均勻用力。1×pbs清洗因劃痕而飄起的細(xì)胞碎片,至少3次。拍照,作為加藥前的空白對(duì)照。分別用不含血清的基礎(chǔ)培養(yǎng)基將化合物usenaminea母液稀釋成工作液,工作液的usenaminea濃度分別為0(表示不含usenaminea)、2、4、6μm的工作液,分別加藥刺激細(xì)胞,劃痕后24h于相差顯微鏡下觀察拍照,評(píng)價(jià)細(xì)胞遷移能力的大小。結(jié)果如表3所示。
表3usenaminea抑制腫瘤細(xì)胞的遷移能力的作用
由表3可見,隨著化合物usenaminea濃度的升高,劃痕愈合能 力減弱。因此,usenaminea可以在細(xì)胞毒較低的濃度范圍內(nèi)較好地抑制腫瘤細(xì)胞的遷移。
實(shí)施例4
細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)
采用transwell實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)化合物usenaminea對(duì)腫瘤細(xì)胞的體外侵襲能力。所選擇的給藥濃度同樣均在低細(xì)胞毒的范圍內(nèi),每種腫瘤細(xì)胞根據(jù)其自身侵襲能力的強(qiáng)弱調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)而開展試驗(yàn)。
取對(duì)數(shù)生長期的人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系skhep-1、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3細(xì)胞,更換培養(yǎng)液為無血清的培養(yǎng)液饑餓培養(yǎng)12h,以減少血清的干擾。將transwell小室置于24孔板中,將matrigel膠與細(xì)胞培養(yǎng)基按1:2比例混勻。取60μl均勻鋪到transwell小室的上室中,操作宜輕柔,避免氣泡產(chǎn)生。將鋪好matrigel膠的小室放在細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi),時(shí)間控制在半小時(shí)到四小時(shí)之間,使膠凝固。將細(xì)胞消化后離心,用無血清培養(yǎng)基懸浮,細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)5×105/ml,下室加入750μl含10%fbs的完全培養(yǎng)基,上室加入200μl含不同濃度usenaminea的無血清培養(yǎng)基細(xì)胞懸液。將人肺腺癌細(xì)胞系a549、人肝癌細(xì)胞系hepg2、人前列腺癌細(xì)胞系pc3細(xì)胞置于細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)分別培養(yǎng)36h后,人肝癌細(xì)胞系skhep-1置于細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)12h后,用棉簽擦掉上室細(xì)胞,多聚甲醛通透4min,甲醇固定15min,結(jié)晶紫染色10min后用pbs沖洗小室,將染料去除,顯微鏡下取樣,拍照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。
由圖1可見,化合物usenaminea對(duì)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力具有較好的抑制作用;與對(duì)照組相比,隨著化合物usenaminea給藥濃度的升高,穿越小室的細(xì)胞數(shù)目均逐漸下降。
實(shí)施例5
化合物usenaminea抗血管形成活性
血管生成是一個(gè)涉及多步驟的復(fù)雜的過程,在腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移以及復(fù)發(fā)的過程中扮演重要角色。將不同濃度的化合物usenaminea(0、4.5、6,7.5、10μm)作用于人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞huvec,48h后cck-8法檢測(cè),結(jié)果如表4所示。
表4usenaminea抑制人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖作用
由表4可見,隨著化合物usenaminea給藥濃度的逐漸上升,huvec的增殖抑制率逐漸增加。
另外,內(nèi)皮細(xì)胞可以在matrigel膠上融和成微管,發(fā)明人利用內(nèi)皮細(xì)胞的這種成管特性,來研究藥物對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞成管的作用。usenaminea(0、2.5、5、7.5μm)預(yù)處理huvec細(xì)胞24h后,觀察其成管能力。具體操作方法為:
取對(duì)數(shù)生長期的huvec細(xì)胞,以1×105/ml的細(xì)胞密度接種在6孔板中,過夜貼壁后,分別加入終濃度為0、2.5、5、7.5μm的化合物usenaminea,培養(yǎng)24h。將4℃過夜化凍的matrigel人工基質(zhì)膠平鋪于96孔板的孔底,每孔70μl,放于5%co2、37℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)30min使膠固化,處理過的各組huvec細(xì)胞用dmem完全培養(yǎng)基稀釋為密度為1×105/ml的細(xì)胞懸液,接種于上述鋪好膠的96孔板,每孔200μl,常規(guī)培養(yǎng)10h,每隔2小時(shí)觀察微管樣結(jié)構(gòu)形成情況,倒置顯微鏡下隨機(jī)取5個(gè)視野拍照。實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。
微管照片如圖2所示,在低濃度2.5μm時(shí)微管的形成受影響較小,在5、7.5μm的藥物作用下,微管形成的阻斷效果則十分明顯,僅在局部形成一些細(xì)、短、小的管,或者小環(huán)。
實(shí)施例6
usenaminea抑制akt/mtor信號(hào)通路、上調(diào)mapk信號(hào)通路試驗(yàn)
akt在腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、細(xì)胞周期、細(xì)胞轉(zhuǎn)移和血管生成等生物學(xué)功能中發(fā)揮重要作用。mtor是akt信號(hào)的下游分子。腫瘤細(xì)胞中經(jīng)常存在著akt/mtor信號(hào)通路的持續(xù)激活。為了研究usenaminea對(duì)akt/mtor信號(hào)通路的影響,發(fā)明人采用westernblotting試驗(yàn)檢測(cè)了相關(guān)蛋白的表達(dá),結(jié)果如圖3a所示,隨著給藥濃度的上升,在hepg2和skhep-1細(xì)胞中usenaminea可明顯降低p-akt,p-s6(p-s6是mtor活性的標(biāo)志物)的蛋白水平,提示usenaminea能夠抑制akt/mtor信號(hào)通路。
已知mapk信號(hào)通路主要包括jnk,p38和erk,該通路被激活在一定程度上可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。發(fā)明人采用westernblotting試驗(yàn)對(duì)mapk信號(hào)通路中的幾個(gè)關(guān)鍵蛋白的表達(dá)進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果如圖3b所示,在hepg2、skhep-1、a549細(xì)胞中erk和p38的磷酸化水平隨著usenaminea給藥濃度的上升而增加,所以化合物usenaminea能夠激活mapk信號(hào)通路。
westernblotting試驗(yàn)方法如下:
細(xì)胞用預(yù)冷的1×pbs洗兩遍,然后加入適量裂解液,用細(xì)胞刮刀將細(xì)胞和裂解液刮入1.5mlep管中,98℃煮沸10分鐘,然后離心。取15孔8%~15%sds-page蛋白膠,蛋白樣品加樣量為15μl/ 孔,電泳,轉(zhuǎn)膜,5%脫脂奶粉(tbst稀釋)室溫輕搖封閉1小時(shí),用抗體稀釋劑將相應(yīng)的一抗稀釋到濃度為1:1000,4℃過夜孵育,1×tbst漂洗3次,每次10min,hrp標(biāo)記二抗用抗體稀釋劑稀釋,終濃度為1:5000或1:10000,室溫?fù)u床輕搖4h,顯影。
實(shí)施例7
裸鼠移植瘤模型給藥實(shí)驗(yàn):
采用雄性balb/c裸鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。將人前列腺癌細(xì)胞pc3培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長期,用不含edta的0.25%胰酶消化,pbs洗滌細(xì)胞兩次,1000rpm離心5min,pbs調(diào)整細(xì)胞懸液濃度至7.5×106/ml,每只裸鼠項(xiàng)肩部皮下注射0.2ml。待腫瘤體積達(dá)到100~200mm3時(shí)將裸鼠隨機(jī)平均分為三組,每組8只,分別設(shè)為usenaminea低劑量治療組、usenaminea高劑量治療組和空白溶劑組。其中,低劑量治療組用usenaminea腹腔注射15mg/kg,高劑量治療組用usenaminea腹腔注射30mg/kg,對(duì)照組腹腔注射同體積的空白溶劑,每日一次。每日觀察精神、飲食、活動(dòng)、大小便等一般情況,每隔兩天稱量裸鼠體重,用游標(biāo)卡尺測(cè)量瘤體最大長度(a)、寬度(b),根據(jù)公式v=ab2/2計(jì)算腫瘤體積,并畫出腫瘤體積時(shí)間生長曲線。
結(jié)果顯示,usenaminea能夠抑制人前列腺癌細(xì)胞體內(nèi)成瘤能力(見圖4a),體重變化曲線顯示usenaminea沒有明顯改變裸鼠的體重(見圖4b)。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的范圍。