喜树碱功能化修饰及抗肿瘤活性研究进展

喜树碱是一种重要的天然产物,具有很强的抗肿瘤活性。然而,喜树碱存在水溶性差、在生理条件下易水解而转为无活性的喜树碱羧酸盐等缺陷,限制了其通过静脉注射的临床应用。而对喜树碱的喹啉环、α-羟基内酯环进行功能化修饰可克服上述缺陷。本文就喜树碱结构的功能化修饰及其抗肿瘤活性进行了综述,以期为其他研究人员更快地开发出具有高效、低毒的新型喜树碱类抗癌药物提供参考。     

羟基喜树碱-类水滑石纳米杂化的共组装制备及表征

采用共组装法在水溶液中制备羟基喜树碱(HCPT)-层状双金属氢氧化物(LDH)纳米杂化物.先利用微通道反应器通过共沉淀法制备了Zn₂Al-NO₃ LDH纳米片,然后与羧酸盐型HCPT在水介质中共组装,制备了HCPT插层LDH的纳米杂化物.利用酸处理,可将层间HCPT由非生物活性的羧酸盐型转化为生物活性的内酯型,这对高生物活性HCPT-LDH纳米杂化物的绿色制备具有重要意义.共组装法制备HCPT-LDH纳米杂化物,耗时短、载药量高、分散性好,且利用原料配比可方便地调控载药量. HCPT分子在LDH层间以其长轴倾斜于层板呈双层排列.所制备的HCPT-LDH纳米杂化物具有良好的药物缓释性能,颗粒内部扩散是药物释放过程的控速步骤.药物释放过程可用准二级动力学模型描述.可以用于构筑LDH基药物输送-控释体系.     

荧光法研究盐酸拓扑替康、盐酸依利替康喜树碱类药物牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱法、分光光度法研究了盐酸拓扑替康(Topotecan hydrochloride,简记为THC)与盐酸依利替康(Irinotecan hydrochloride,简记为IHC)两种喜树碱类药物与牛血清白蛋白(Bovine serum albumins,BSA)的相互结合反应.实验表明喜树碱类药物与牛血清白蛋白的相互结合作用为单一的静态猝灭过程,在溶液中二者以物质的量比11牢固结合,25℃时其结合反应的平衡常数K0分别为K0,THC=7.73×105 L·mol-1,K0,IHC=4.73×105 L·mol-1.根据F(o)rster非辐射能量转移机理,求算了给体(BSA)与受体(喜树碱类药物)间距离r和能量转移效率E分别为rTHC=3.75nm,rIHC=3.08 nm,ETHC=0.26,EIHC=0.51.并研究了五种离子对喜树碱类药物与BSA结合作用的影响,推测了二者之间的主要作用力为疏水作用和偶极-偶极相互作用.     

毛细管区带电泳法研究新型喜树碱衍生物的水解反应

采用毛细管区带电泳法考察新型喜树碱衍生物(L-P)在不同pH溶液中的结构稳定性,并在接近人体生理条件下(310 K, pH 7.4)研究由内酯环结构形式向羧酸盐结构形式转化的水解反应的动力学和热力学参数.采用未涂层熔融石英毛细管柱(35 cm×50 μm i.d.,有效柱长26.5 cm),背景电解质溶液(BGE)为0 025 mol/L磷酸钠缓冲溶液,pH 值分别为2.5, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 7.4和9.0.在pH＜4的溶液中,L-P以内酯环结构形式存在;随着pH值增大,内酯环结构形式将逐渐水解转化成羧酸盐结构形式;当pH>9时,L-P几乎完全以羧酸盐结构形式存在.上述水解反应的速率常数随温度的升高而增加;测得其活化能 (Ea),焓变(ΔH)和熵变(ΔS)分别为72.6 kJ/mol,10.5 kJ/mol和50.9 J/(mol · K).毛细管区带电泳法能有效分离新型喜树碱衍生物(L-P)两种具有pH依赖性的结构形式.由内酯环结构形式向羧酸盐结构形式转化的水解反应是一个自发的吸热过程, 而且随着温度的升高其水解反应趋势相应加大.     

水溶性三维有序超分子和共价有机聚合物

总结了近年来在水溶性三维超分子聚合物、 超分子有机框架、 超分子-金属有机框架杂化结构、 超分子-共价-金属有机框架杂化结构及共价有机框架合成、 催化和输送功能方面的研究进展, 指出了有序三维聚合物未来研究面临的挑战并展望今后的发展方向.     

药物输送体系构筑中的超分子组装策略

超分子组装提供了药物输送体系设计的新原理。以高效的分子间非共价键作用为驱动力,超分子药物输送体系能够利用结构简单的分子单体获得精确的成分控制,并使得载体结构易于预测,形貌与体积易于调控,有利于实现药物的控制释放。本文首先总结超分子药物输送体系的研究背景,之后重点介绍基于环糊精、杯芳烃、柱芳烃和葫芦脲的主-客体体系的超分子药物输送体系的构建与药物输送功能,然后介绍水溶性的超分子有机框架在药物输送方面的应用,最后提出了超分子药物载体实用化需要克服的若干挑战性问题。     

二氧化碳与不饱和烃的还原羧化反应

过渡金属催化CO₂参与的不饱和烃还原羧化反应是合成羧酸及丙烯酸类化合物的重要途径, 具有重要的研究价值和工业应用潜力．过渡金属试剂与不饱和烃、CO₂生成稳定的金属杂环内酯或金属羧酸盐．还原剂能够与金属杂环内酯或金属羧酸盐发生转金属作用, 重新生成活泼催化剂, 从而实现催化剂的循环利用．本文总结了还原剂, 包括有机金属试剂、硅烷、硼烷、金属粉末、甲醇和氢气等在不饱和烃与CO₂的还原羧化反应中的应用, 并着重描述其反应特点和反应机理.     

聚合物有机框架的药物输送应用

传统脂质体和许多纳米药物输送技术通过对药物的包埋实现药物运载与释放。金属有机框架、共价有机框架及超分子有机框架等杂化和组装结构具有明确的孔径和粒径,可以通过物理吸附和化学连接负载不同的药物,为药物输送提供了新的载体材料。本文简要总结这几种框架型结构在药物负载与输送方面的研究进展,分析不同框架结构作为药物载体的结构特点与优势,并结合脂质体药物输送技术,展望有机框架结构在药物输送方面的实际应用潜力和挑战。     

荧光法研究盐酸拓扑替康、盐酸依利替康喜树碱类药物和牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱法、分光光度法研究了盐酸拓扑替康(Topotecan hydrochloride, 简记为THC)与盐酸依利替康(Irinotecan hydrochloride, 简记为IHC)两种喜树碱类药物与牛血清白蛋白(Bovine serum albumins, BSA)的相互结合反应. 实验表明喜树碱类药物与牛血清白蛋白的相互结合作用为单一的静态猝灭过程, 在溶液中二者以物质的量比1∶1牢固结合, 25 ℃时其结合反应的平衡常数K₀分别为: K_0,THC＝7.73×10⁵ L•mol^－1, K_0,IHC＝4.73×10⁵ L•mol^－1. 根据Förster非辐射能量转移机理, 求算了给体(BSA)与受体(喜树碱类药物)间距离r和能量转移效率E分别为: r_THC＝3.75 nm, r_IHC＝3.08 nm, E_THC＝0.26, E_IHC＝0.51. 并研究了五种离子对喜树碱类药物与BSA结合作用的影响, 推测了二者之间的主要作用力为疏水作用和偶极-偶极相互作用.     

基于靶向调控肿瘤微环境的多肽纳米药物系统研究进展

肿瘤微环境在肿瘤的发生、发展和转移过程中起着至关重要的作用,因此靶向调控微环境为发展肿瘤精准治疗的新策略提供了机遇。纳米技术的快速发展为传统药物的增效减毒提供了契机,已有一系列纳米药物用于肿瘤临床治疗。近年来,分子自组装领域的快速发展为智能纳米药物的研发提供了新机遇。多肽作为生物相容性高、序列可设计、易修饰、功能多样化的生物分子,可组装构建结构多样和功能集成的纳米药物系统。本文综述了利用多肽自组装超分子体系实现药物对肿瘤微环境的响应释放和高效递送,并对其通过调控微环境中的血管、成纤维细胞和胞外基质等组分,改变肿瘤赖以生存的"土壤",并与抗肿瘤细胞治疗有机结合的最新进展进行了介绍。针对肿瘤异质性和复杂性的难题,构建表/界面性质可控的纳米药物系统,发展基于肿瘤微环境调控与联合治疗的肿瘤综合治疗方案,将是未来重要的发展方向之一。     

有机反应的微环境效应—手性胶束中的交叉Aldol反应

有机反应的微环境效应——手性胶束中的交叉Ａｌｄｏｌ反应张永敏孙培培（杭州大学化学系３１００２８）微环境效应在有机反应中起着重要作用，如手性胶束体系能为反应提供一个立体规整性的微环境［１］。利用胶束及类似聚集体和受物形成的超分子体系进行不对称反应近年来...     

新喜树碱衍生物的核磁共振谱分析与结构鉴定

以20(S)-喜树碱(CPT)为起始原料,对其进行结构修饰,合成了一种新的喜树碱衍生物CPT-A.并利用1D(~1H、~(13)C和DEPT135)和2D(异核单量子相关谱和异核多碳相关谱)核磁共振(NMR)技术对该化合物进行了结构确定,详细归属了CPT-A~1H和~(13)C NMR谱的化学位移,喜树碱骨架的指认结果与文献报道基本一致,并发现喜树碱骨架6位碳与取代基苯环3’位碳的化学位移相同,谱峰完全重叠,这在~(13)C谱中是不常见的.研究结果可为喜树碱类天然产物的发现和结构鉴定提供NMR数据支持和方法指引.     

高速逆流色谱分离制备马比木中的三个喜树碱类成分

采用高速逆流色谱技术从马比木粗提物中快速分离制备喜树碱类化学成分。通过高效液相色谱测定各溶剂系统的分配系数,获得较好的分离条件。溶剂体系为:V(氯仿):V(正己烷):V(甲醇):V(水)=6:6:5:4,上相(水相)为固定相,下相(有机相)为流动相,正相洗脱;进样质量浓度:2.25 mg/mL;进样体积:20 mL;流速:2.0 mL/min;转速:800 r/min,从马比木粗提物中一次分离制备出3种单体成分。其结构经HPLC,UV,IR,ESI-MS和NMR确认和分析,分别为10-羟基脱氧喜树碱(1)、10-甲氧基喜树碱(2)和喜树碱(3),纯度分别为98.3%,99.3%,99.0%。     

超分子有机框架:水相周期性自组装孔结构

概述了水相超分子有机框架组装方面最近的进展. 在简述了利用多头基单体构筑超分子组装体的背景之后, 介绍了利用三头基和四头基分子形成超分子网络组装体的重要例子, 着重描述了利用刚性预组织平面三角形单体和四面体单体, 通过葫芦脲[8]对4-苯基吡啶盐堆积二聚体的包结作用, 在水相构筑二维和三维超分子有机框架的进展, 并简要叙述了在水相表征周期性自组装结构的仪器分析方法. 最后就超分子有机框架构筑的单体设计及其可能的应用及功能做了分析与展望.     

喜树碱与胰蛋白酶的相互作用

喜树碱(camptothecin,CPT)是从珙桐科乔木喜树中分离得到的一类重要抗癌药物,对动物肿瘤及白血病均有明显的抑制作用[1]。CPT分子为五环结构,含有一个吡咯[3,4-b]喹啉环,一个共轭吡啶环和一个α-羟基六元内脂环[2]。CPT通过嵌合抑制DNA拓扑异构酶Ⅰ的活性,对卵巢癌、结肠直肠癌     

抗肿瘤药物研究新靶点：缺氧诱导因子-1α*

缺氧是包括肿瘤在内的许多疾病的重要特征,利用缺氧条件来选择性抑制肿瘤生长和演进是一个很有前途的研究方向。随着缺氧诱导因子-1（HIF-1）的发现,在过去15年里在分子和细胞水平上对缺氧有了更加深刻的认识,HIF-1是真核细胞在缺氧条件下进行代谢调控的关键因子,控制众多基因的表达,影响氧的转运、糖摄取、糖酵解和血管生成等。下调HIF-1水平可以作为肿瘤治疗手段。由于细胞内对HIF-1的调控主要通过其α亚基进行,HIF-1α抑制剂成为抗肿瘤药物的研究热点,已经发现的该类抑制剂包括喜树碱类、喹噁啉类、雷帕霉素类、一些甾体化合物、苯氧乙酰氨基苯甲酸类以及白藜芦醇和橙皮苷等天然物质。本文就HIF-1α的结构、功能和以其为靶点的抗肿瘤药物的研究进展做一综述。     

化学动力学疗法:芬顿化学与生物医学的融合

化学动力学疗法(chemodynamic therapy,CDT)是以肿瘤病灶区微环境的弱酸性为反应条件,以过表达的H_2O_2等为反应原料,过渡金属纳米材料为催化剂,引发肿瘤细胞内芬顿或类芬顿反应,催化H_2O_2产生羟基自由基(·OH)等强氧化性的活性物种,诱导肿瘤细胞凋亡,是一类新型的肿瘤治疗技术.本文基于芬顿/类芬顿的反应原理与机制,系统分析了该类反应如何通过功能纳米材料的设计与制备、肿瘤微环境的调控以及外源能量场的辅助等优化方法和策略,最终获得快速、高效的CDT抗肿瘤疗效.最后,展望了CDT的潜在应用、发展趋势和挑战,为今后发展其他新型肿瘤治疗策略提供了借鉴性研究思路.     

微反应器控制的化学反应的选择性

研究利用分子筛、Nafion薄膜、低密度聚乙烯薄膜和囊泡作为微反应器控制有机光化学反应的方向,提高反应的选择性和可能性.在NaY沸石或低密度聚乙烯薄膜中,带有长烷基链或醚链的二芳基化合物光二聚只生成分子内的加成产物,而不生成分子间的加成产物,从而在底物浓度很大的情况下,高选择性地合成了大环化合物.通过控制底物和敏化剂分子在ZSM-5沸石、Nafion薄膜和囊泡中的分布高选择性地控制烯烃光敏氧化反应的方向,单一地生成单重态氧的氧化产物或超氧负离子的氧化产物.利用Nafion薄膜作为介质进行光诱导电子转移,得到超长寿命的电荷分离态.     

简便高效的超分子多肽治疗策略

在众多疾病治疗药物中,多肽药物以其高活性、特异性与低毒副作用等优点受到广泛关注.然而,稳定性差和体内半衰期短制约了多肽药物的临床发展.最近,国家纳米科学中心易宇、赵宇亮与清华大学王华、张希等合作,提出了一种简便高效的超分子多肽治疗策略.以含有葫芦[7]脲的聚乙二醇为载体,通过N端含苯丙氨酸的多肽与葫芦[7]脲的主客体相互作用,构筑了超分子多肽纳米药物,用于抗肿瘤多肽的体内输送.与单纯多肽药物相比,超分子多肽纳米药物毒副作用减小,在血液循环中稳定性增强,并且更易于在肿瘤部位富集,实现了良好的抑制肿瘤生长效果.该研究为超分子化学在多肽和蛋白类药物递送方面的应用提供了新思路,具有显著的临床转化应用前景.     

葡萄糖酸内酯碱性水解的手性拉曼光谱及圆二色光谱研究

以葡萄糖酸内酯的碱性水解为模型反应, 依据葡萄糖酸内酯及其碱性水解产物的特征圆二色谱峰, 利用停留圆二色光谱技术研究了水解动力学. 同时, 结合理论计算, 对葡萄糖酸内酯218 nm处的圆二色谱峰起源给予了初步的解释. 利用手性拉曼光谱, 从分子振动的角度讨论了葡萄糖酸内酯水解前后的手性变化行为. 结果表明, 水解反应引起葡萄糖酸内酯发生开环反应, 主要影响了内酯中羰基基团附近的手性结构, 归属于C1=O伸缩振动模式的手性拉曼谱峰消失. 同时, 水解开环微扰了环中C2, C3, C4和C5周围的环境, 导致手性拉曼谱图中相关谱峰的位移以及峰强度的改变. 水解前后C2, C3, C4和C5各自的立体化学并没有发生根本性改变, 在手性拉曼谱图中表现为谱峰的正负号没有发生根本性改变. 结果表明手性拉曼光谱相比圆二色光谱, 能够提供更为丰富的手性分子的结构信息, 同时, 由于其不受发色团的限制, 表现出更为广阔的应用范围.