化合物dy1在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供化合物DY1在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用。本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有文獻報道,對新發(fā)現(xiàn)的大腸癌表面分子CD58進行研究,選定與CD58特異性結(jié)合的小分子化合物作進一步的藥物研究,通過計算機輔助藥物篩選技術(shù)獲得來源于天然產(chǎn)物的靶向小分子藥物,細(xì)胞生物學(xué)實驗結(jié)果表明,天然產(chǎn)物DY1對SW620人結(jié)腸癌細(xì)胞系的生長有明顯的抑制作用,其IC50值為31.30±0.88μmol,可進一步用于新的大腸癌治療藥物的研發(fā)。
【專利說明】
化合物DY1在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[00011本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域,具體地說,涉及化合物DY1在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然產(chǎn)物是指動物、植物、昆蟲、海洋生物和微生物體內(nèi)的組成成分或其代謝產(chǎn)物 以及人和動物體內(nèi)許多內(nèi)源性的化學(xué)成分的統(tǒng)稱,其中主要包括蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、核 酸、各種酶類、單糖、寡糖、多糖等天然存在的化學(xué)成分。天然產(chǎn)物在藥物研發(fā)中有著廣泛的 應(yīng)用,現(xiàn)已開發(fā)出的典型藥物有奎寧、嗎啡、地高辛、長春新堿等。從天然產(chǎn)物中尋找生物活 性成分和先導(dǎo)物,以研究創(chuàng)新藥物,是世界各國新藥研究者公認(rèn)的有效途徑之一,已取得多 項成果。由于與合成化合物相比,天然產(chǎn)物與人體的內(nèi)生代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相似,具有更好的成 藥性,為腫瘤的治療提供新手段。
[0003] 根據(jù)美國權(quán)威雜志CA:a cancer journal for clinicians的最新統(tǒng)計,近年來大 腸癌的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)仍呈持續(xù)上升的趨勢,而這一趨勢在中國尤其明顯。2015年中 國癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,大腸癌的發(fā)病率和致死率均高居腫瘤前五,且發(fā)病年齡有所提前。然 而,由于發(fā)現(xiàn)較晚、患病原因不明、基因變異種類繁多等原因,使得目前很難開發(fā)出新的能 有效醫(yī)治大腸癌的療法或藥物。
[0004] 最新研究表明,大腸癌表面分子⑶58可以通過降解Dkk3,激活Wnt通路,從而促進 大腸癌腫瘤起始細(xì)胞的自我更新。研究人員還發(fā)現(xiàn),降低CD58的表達,可以顯著抑制癌細(xì)胞 的生長和腫瘤的形成。因此,對大腸癌表面分子CD58進行藥物研究,通過虛擬篩選獲得靶向 小分子藥物,將有助于研究治療大腸癌的新藥物和治療方案。
[0005] 目前分子靶向藥物中,應(yīng)用于大腸癌中的主要有抗血管內(nèi)皮生長因子的貝伐單抗 及抗表皮生長因子受體西妥昔單抗和帕尼單抗。分子靶向藥物常聯(lián)合化療使用,不僅能提 高化療的療效,還可以逆轉(zhuǎn)一部分患者耐藥的情況,一般在提高療效的同時,不增加嚴(yán)重的 不良反應(yīng)。因此,分子靶向藥物在大腸癌的臨床治療中有較大的應(yīng)用價值及較好的前景。
[0006] 自2007年O'Brien和Ricci-Vitiani發(fā)現(xiàn)第一個大腸腫瘤起始細(xì)胞CD133+以來,一 些靶向大腸癌的細(xì)胞表面分子被相繼發(fā)現(xiàn),包括⑶44、CD24、⑶26、Lgr 5等,這些分子可以標(biāo) 記不同大腸腫瘤起始細(xì)胞的亞群,也可以作為新的靶標(biāo)來殺死和鏟除大腸癌細(xì)胞。然而,目 前還沒有針對這些細(xì)胞表面分子的有效分子靶向藥物。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的目的是提供化合物DY1在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用。
[0008] 為了實現(xiàn)本發(fā)明目的,本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有的文獻報道,對新發(fā)現(xiàn)的大腸癌表面分子 CD58進行研究,選定與CD58特異性結(jié)合的小分子化合物作進一步的藥物研究,通過計算機 輔助藥物篩選技術(shù)獲得來源于天然產(chǎn)物的靶向小分子藥物,以期得到對成藥有價值的先導(dǎo) 化合物。
[0009] 從roB數(shù)據(jù)庫中搜索⑶58晶體結(jié)構(gòu),選取x-ray獲得、解析度最高的1CCZ (1.8埃)為 其晶體結(jié)構(gòu)??芍狢D58解析出的晶體結(jié)構(gòu)包含domaiη 1 (配體結(jié)合區(qū))和domain 2兩部分 (圖1A),其中AGFCC'C"界面為domain 1與⑶2的結(jié)合界面(圖1B)。
[0010] ⑶58通過與⑶2蛋白之間的相互作用參與T細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),其蛋白蛋白相互作用界 面AGFCC'C"有多個帶電荷氨基酸殘基(10個負(fù)電性、6個正電性殘基),能與配體形成較好的 靜電相互作用,且基于此界面的多肽抑制劑已有多個成功案例。研究表明,Glu25、Lys29、 1^832^8口33、1^834、611137、611139和?11646為0)58和0)2相互作用的關(guān)鍵殘基。
[0011 ]結(jié)合AGFCC ' C"界面的關(guān)鍵殘基,1CCZ靜電表面圖,劃定AGFCC ' C"界面的活性位點 (圖 2A)。
[0012]以CD58(1CCZ)為祀標(biāo)進行計算機虛擬篩選,活性位點如圖2B所示,針對已構(gòu)建的 天然產(chǎn)物庫(149519個化合物)、中草藥庫(33765個化合物)進行虛擬篩選,各選取前200個 化合物進行下一步分析。利用Molbase、Chembook等網(wǎng)站進行可購買性查詢,挑選能夠購買 的化合物進行視覺分析,最終選定了 13個化合物作為大腸癌候選新藥物的研發(fā)。進一步通 過細(xì)胞生物學(xué)實驗,確定天然產(chǎn)物DY1對SW620人結(jié)腸癌細(xì)胞系有一定的抑制作用。
[0013 ]本發(fā)明化合物DY1的結(jié)構(gòu)如下:
[0014]
[0015] 其英文名為
[0016] 4-(3,7-dihydroxy-10,13-dimethyl-2,3,4,5,6,7,8,9,ll,12,14,15,16,17-tetrad ecahydr〇-lH-cyclopenta[a]phenanthren_17-yl)-N-(6_nitr〇-2-〇x〇-indolin-3-ylidene)amin〇-pentanamide〇
[0017] 本發(fā)明提供化合物DY1在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明還提供化合物DY1與化療藥物聯(lián)用在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用。
[0019] 本發(fā)明進一步提供化合物DY1作為人結(jié)腸癌細(xì)胞系SW620抑制劑在制備抗癌藥物 中的應(yīng)用。
[0020] 進行細(xì)胞生物學(xué)實驗,選用SW620人結(jié)腸癌細(xì)胞株作為受試細(xì)胞系,按適量的細(xì)胞 接種濃度常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)法進行培養(yǎng);CCK-8試劑法測定藥物的IC 5Q值以及它們的抗癌作用。 實驗結(jié)果表明,天然產(chǎn)物DY1對SW620人結(jié)腸癌細(xì)胞系的生長有明顯的抑制作用,其IC 5Q值為 31.30±0.88μηιο1,可進一步用于新的大腸癌治療藥物的研發(fā)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明大腸癌表面分子CD58晶體結(jié)構(gòu)圖;其中,A為CD58晶體結(jié)構(gòu)(PDB : 1CCZ);B為⑶58domain 1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明大腸癌表面分子CD58晶體結(jié)構(gòu)(PDB: 1CCZ)的活性位點;其中,A中的 球棍模型表示CD58-CD2結(jié)合及AGFCC'C"界面的關(guān)鍵殘基;B為虛擬篩選時活性位點設(shè)置參 數(shù)。
[0023]圖3為本發(fā)明實施例1中化合物DY1對人結(jié)腸癌細(xì)胞系SW620細(xì)胞生長抑制實驗結(jié) 果。
【具體實施方式】
[0024]以下實施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明,實施例 中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段,所用原料均為市售商品。
[0025]實施例1化合物DY1對人結(jié)腸癌細(xì)胞系SW620的抑制作用
[0026] 1、選用對數(shù)生長期的SW620貼壁細(xì)胞,用胰酶消化后,用含10%胎牛血清的DMEM培 養(yǎng)基分別配成1.25 X 105個/ml的細(xì)胞懸液,接種在96孔培養(yǎng)板中,每孔接種200μ1,37°C, 5%C〇2培養(yǎng)。
[0027] 2、配制試樣(化合物DY1)母液,用無血清的DMEM培養(yǎng)基將試樣(化合物DY1)溫育震 蕩溶解,配制成終濃度為2mg/ml的母液;配制五倍稀釋的工作液,終濃度為lmg/ml、200yg/ ml、40μg/ml、8μg/ml、1.6μg/ml、320ng/ml,配制陽性對照藥物尼莫司丁50mg/ml母液,并配 制五倍稀釋的工作液,終濃度為lmg/ml、200μg/ml、40μg/ml、8μg/ml、1 · 6μg/ml、320ng/ml。
[0028] 3、24h后換新的含不同濃度待測樣品的培養(yǎng)基,每組設(shè)3個平行孔,每種藥物重復(fù) 三次實驗,37°C,5%C0 2培養(yǎng)48h,倒置顯微鏡下觀察。
[0029] 48h后棄去上清液,小心用正常的完全培養(yǎng)基清洗一次,每孔加入200μ1完全清培 養(yǎng)基,再在每孔加入20μ1 CCK-8試劑,37°C繼續(xù)培養(yǎng)4h。用微型超聲振蕩器混勻后,在酶標(biāo) 儀上以試驗波長為450nm測定光密度值。
[0030]計算化合物DY1的藥物毒性/細(xì)胞生長抑制率,結(jié)果見圖3。
[0031]由此計算化合物DY1的IC5Q值,見表1。
[0032] 表 1
[0033]
[0034] 注:MWT-Molecular Weight,相對分于質(zhì)量;IC5Q-凋亡細(xì)胞與全部細(xì)胞數(shù)之比等 于50%時,藥物的濃度。
[0035]由表1可知,化合物DY1有活性,其IC5Q值為31.30±0.88μπιο1,小于陽性對照藥物尼 莫司丁的IC5Q值(47.14 ±4.45μπ?01),說明其對SW620大腸癌細(xì)胞系的生長有明顯的抑制作 用,可進一步用于新的大腸癌治療藥物的研發(fā)。
[0036]雖然,上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述,但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上,可以對之作一些修改或改進,這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因 此,在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進,均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
[0037] 參考文獻
[0038] 1. Chen,W.,Zheng,R.,Baade,P.D.,Zhang,S.,Zeng,Η.,Bray,F(xiàn).,...&He,J. (2016).Cancer statistics in China,2015.CA:a cancer journal for clinicians,66 (2),115-132.
[0039] 2.Xu,S.,Wen,Z.,Jiang,Q.,Zhu,L.,F(xiàn)eng,S.,Zhao,Y.,··.&Zhu,Y.(2015).CD58, a novel surface marker,promotes self-renewal of tumor-initiating cells in colorectal cancer.Oncogene,34(12),1520-1531.
[0040] 3.Ricci_Vitiani,L.,Lombardi,D.G.,Pilozzi,E.,Biffoni,M.,Todaro,M., Peschle,C.,&De Maria,R.(2007). Identification and expansion of human colon-cancer-initiating cells.Nature,445(7123),111-115.
[0041] 4.0'Brien,C.A.,Pollett,A.,Gallinger,S.,&Dick,J.E.(2007).A human colon cancer cell capable of initiating tumour growth in immunodeficient mice.Nature,445(7123),106-110.
[0042] 5.Ikemizu,S.,Sparks,L.M· ,van der Merwe,P.A.,Harlos,K.,Stuart,D.I., Jones,E.Y.,&Davis,S.J.(1999).Crystal structure of the CD2-binding domain of CD58(lymphocyte function-associated antigen 3)at1,8-Aresolution.Proceedings of the National Academy of Sciences,96(8),4289-4294.
[0043] 6.Gokhale,A.,Kanthala,S.,Latendresse,J.,Taneja,V.,&Satyanarayanajois, S.(2013). Immunosuppression by Co-stimulatory Molecules:Inhibition of CD2-CD48/CD58Interaction by Peptides from CD2 to Suppress Progression of Collagen-induced Arthritis in Mice.Chemical biology&drug design,82(l),106-118.
[0044] 7.宋新蕊,李達,陳潔,趙勇(2014).計算機輔助藥物篩選平臺及應(yīng)用.生物信息 學(xué)·ν〇1·12,Νο·4·
[0045] 8. http://cdb.ics.uci.edu/cgibin/ChemicalDetailffeb.py?chemical_id = 7461304 〇
【主權(quán)項】
1. 化合物DYl在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用,其中,化合物DYl的結(jié)構(gòu)如下:2. 化合物DYl與化療藥物聯(lián)用在制備抗大腸癌藥物中的應(yīng)用,其中,化合物DYl的結(jié)構(gòu) 同權(quán)利要求1的所述。3. 化合物DYl作為人結(jié)腸癌細(xì)胞系SW620抑制劑在制備抗癌藥物中的應(yīng)用,其中,化合 物DY 1的結(jié)構(gòu)同權(quán)利要求1的所述。
【文檔編號】A61K45/06GK105997992SQ201610389238
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】郭榕, 張媛, 李曉, 趙勇
【申請人】北京北科德源生物醫(yī)藥科技有限公司