陳 哲，朱 林，姜惠婷，穆宏文，沈光海*，金 瑛

(1.延邊大學(xué)：a.藥學(xué)院，b.融合學(xué)院，吉林 延吉 133002；2.吉林醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院，吉林 吉林 132013)

癌癥是全球第二大死亡原因，加劇了醫(yī)療健康管理系統(tǒng)負(fù)擔(dān)[1]。在治療癌癥的過(guò)程中，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)了一百多種藥物并且在臨床用于治療，然而這些藥物不能區(qū)分正常細(xì)胞和癌細(xì)胞，導(dǎo)致了嚴(yán)重的副作用。此外，癌癥對(duì)現(xiàn)有化療藥物具有耐藥性較為常見(jiàn)[2]。因此，開(kāi)發(fā)具有高特異性和高療效的新型抗癌藥物很有必要。

靛紅亞胺是由靛紅衍生而來(lái)的一種新型亞胺衍生物，其衍生物具有多種不同的藥理活性[3]。靛紅亞胺及其衍生物具有重要的研究?jī)r(jià)值和良好的發(fā)展前景[4]。在已經(jīng)過(guò)去的十年中，許多化學(xué)家都關(guān)注靛紅亞胺及其衍生物的藥理活性，其在各種疾病的治療中具有潛力[5]。靛紅亞胺類(lèi)化合物具有良好的抗癌活性[6]，但其研究不如吲哚類(lèi)、苯二氮平類(lèi)、色胺類(lèi)衍生物深入。本文綜述了近十年來(lái)靛紅亞胺及其衍生物的抗癌生物學(xué)活性的最新研究進(jìn)展。

1 含肼結(jié)構(gòu)的靛紅亞胺

含有酰肼結(jié)構(gòu)的靛紅亞胺有良好的藥理活性，通過(guò)靛紅亞胺中的N-3位構(gòu)建酰肼結(jié)構(gòu)引起了許多科學(xué)家的關(guān)注[7]。

Elazab等報(bào)道了C-5位具有苯基或苯基喹啉-4(3H)-1取代基的靛紅亞胺衍生物對(duì)人乳腺癌細(xì)胞選擇性較好[8]。人乳腺癌細(xì)胞C-5位被氫取代與被甲基取代相比較，前者活性要好，結(jié)腸癌細(xì)胞則相反。與氟尿嘧啶相比，化合物1對(duì)人乳腺癌細(xì)胞和結(jié)腸細(xì)胞的抑制效果最好。分子對(duì)接實(shí)驗(yàn)證實(shí)化合物1中喹唑啉環(huán)N-1位可以通過(guò)氫鍵識(shí)別明顯的Met769殘基，增強(qiáng)識(shí)別能力，提高抑制活性(圖1-1)。

Zhang等檢測(cè)了6種靛紅亞胺衍生物對(duì)肺癌細(xì)胞的凋亡作用[9]。對(duì)于化合物2，當(dāng)R=6-Br和R=6-Cl時(shí)，具有一定的抗細(xì)胞增殖活性，但是當(dāng)R=6-Br時(shí)活性最強(qiáng)，IC50為29.69 μmol/L，可以通過(guò)線粒體途徑誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞的凋亡，但是對(duì)細(xì)胞周期沒(méi)有影響(圖1-2)。

Kumar等報(bào)道化合物3(IC50:70.02～100 μmol/L)對(duì)人胚胎腎細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞有中度的藥理活性[10]。結(jié)果表明，支鏈越長(zhǎng)，對(duì)人胚胎腎細(xì)胞抗細(xì)胞增生的藥理活性越好。C-3位置被酮羰基取代，C-5位置被鹵素取代，都有助于提高藥理活性(圖1-3)。

圖 1 含肼結(jié)構(gòu)的靛紅亞胺

2 靛紅亞胺手性衍生物

Ke等對(duì)靛紅亞胺-脫氫表雄甾酮雜交的抗腫瘤活性進(jìn)行了研究，包括HepG2、Huh-7、BEL-7402和5-FU細(xì)胞[11]?；衔?對(duì)測(cè)試的癌細(xì)胞表現(xiàn)出良好的抑制作用，可用于進(jìn)一步設(shè)計(jì)和合成潛在抗腫瘤藥物(圖2-4)。

Bu等評(píng)估了11種靛紅亞胺衍生物在體外對(duì)HepG2、Hela和A549的抗繁殖活性[12]。將化合物5(IC50:7.30～32.16 μmol/L)與順鉑進(jìn)行比較，前者對(duì)Hela和HepG2有中等的體外抗腫瘤活性。當(dāng)R=5-Br時(shí)，化合物5成為抗癌藥物的可能性極大(IC50:7.30 μmol/L)。大多數(shù)化合物對(duì)Hela和HepG2的抑制活性要比對(duì)A549細(xì)胞明顯。另外還發(fā)現(xiàn)，靛紅亞胺苯環(huán)上的吸電子取代基明顯比供電子基團(tuán)對(duì)衍生物活性的影響好(圖2-5)。

根據(jù)藥物設(shè)計(jì)中藥效基團(tuán)和骨架遷移的原理，螺環(huán)氧化吲哚骨架化合物和姜黃素具有一定的生物活性，將兩者拼接，合成一系列功能性吲哚氧化物衍生物，為生物活性進(jìn)行篩選提供物質(zhì)基礎(chǔ)。采取MTT法研究6a、6b、6c三個(gè)新化合物對(duì)K562、A549和PC-3的體外抗腫瘤活性?；衔?b(IC50：37.5 μmol/L)對(duì)K562接近對(duì)照藥物順鉑的抑制活性[13]。大多數(shù)化合物顯示中等抑制活性，而化合物6b在兩種測(cè)試細(xì)胞上顯示最高活性(圖2-6)。

Zeinab等用同樣的MTT方法在體外測(cè)試了15種螺環(huán)吲哚-4H-吡喃衍生物對(duì)A549和MCF-7細(xì)胞的作用[14]。大多數(shù)化合物7顯示出中等抑制活性，當(dāng)R1=CN、R2=3-Br-Bn(IC50：29.33～16.18 μmol/L)時(shí)化合物7在兩種試驗(yàn)細(xì)胞上顯示出最高活性(圖2-7)。

Zhou等對(duì)具有代表性的外消旋和對(duì)映體(R或S構(gòu)型)化合物8和化合物9進(jìn)行了細(xì)胞毒性的生物學(xué)評(píng)價(jià)[15]。分別對(duì)肺癌A549、腎癌786-0、食管癌ECA109和乳腺癌BT474細(xì)胞進(jìn)行體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)，結(jié)果表明，化合物8能在一定程度上抑制ECA109和BT474細(xì)胞的增殖，化合物8的一對(duì)對(duì)映體表現(xiàn)出不同的細(xì)胞毒性。(R)-8對(duì)ECA109細(xì)胞的細(xì)胞毒性高于(S)-8。對(duì)于化合物9而言，(R)-9比(S)-9對(duì)A549、ECA109和BT474細(xì)胞表現(xiàn)出更高的細(xì)胞毒性(圖2-8、2-9)。

圖 2 靛紅亞胺手性衍生物

3 其他靛紅亞胺替代品

Wang等研究了一系列1,2,3-三氮唑-四乙二醇異核雙席夫亞胺(化合物10)的抗腫瘤活性[16]。構(gòu)效關(guān)系表明靛紅亞胺的C-3位置優(yōu)化氫鍵供體將增強(qiáng)化合物的抗癌活性，而在C-5位置引入氟原子將降低其活性。因此，化合物10(IC50：9.79～26.94 μmol/L)具有進(jìn)一步優(yōu)化的最大潛力，對(duì)HepG2、Hela、HCT-116、A549和MCF-7細(xì)胞表現(xiàn)出較好的抗腫瘤活性(圖3-10)。

Li等還對(duì)化合物11的抗癌活性進(jìn)行了相關(guān)研究[17]。令人驚訝的是，除了取代基對(duì)藥物活性的影響較小之外，Li等的構(gòu)效關(guān)系分析結(jié)果與Wang等的幾乎相同。因此，當(dāng)R1=H、R2=OH時(shí)化合物11(IC50:6.23～19.95 μmol/L)對(duì)所有受試細(xì)胞都表現(xiàn)出極高的活性，其中對(duì)Hela、HCT-116、A549和MCF-7細(xì)胞的效力是依托泊苷的2.5倍，與依托泊苷對(duì)DU145、SKOV3和MCF-7細(xì)胞的效力相當(dāng)。此外，當(dāng)R1=H、R2=OH和R1=H,R2=NHCONH2時(shí)，化合物11對(duì)微管蛋白聚合具有強(qiáng)抑制作用，結(jié)果顯示可以通過(guò)抑制微管蛋白來(lái)發(fā)揮抗癌作用(圖3-11)。

Tian等合成了20種1,3,4-噻二唑硫酰胺-1，3-二取代吲哚酮(化合物12)，并進(jìn)行HepG2、AsPc-1和Hela腫瘤細(xì)胞體外抑制活性測(cè)定[18]。大多數(shù)化合物對(duì)HepG2、AsPc-1和Hela癌細(xì)胞具有良好的抑制活性。當(dāng)R1=4-CH3、R2=2-F和R1=4-CH3、R2=2-CH3時(shí)化合物12對(duì)HepG2、AsPc-1和Hela細(xì)胞優(yōu)于對(duì)照藥物吉非替尼(IC50分別:16.41、5.19、7.89 μmol/L)。構(gòu)效關(guān)系表明苯環(huán)上取代基的類(lèi)型和位置會(huì)影響對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制活性，芐基苯環(huán)上的取代基為吸電子基F和Cl時(shí)，對(duì)三種癌細(xì)胞表現(xiàn)出的抑制活性高于供電子基。當(dāng)甲基在苯環(huán)的鄰位時(shí)，其對(duì)三種細(xì)胞的抑制活性均優(yōu)于甲基在對(duì)位時(shí)的抑制活性(如圖3-12)。

Huong團(tuán)隊(duì)通過(guò)不同的連接單元測(cè)試了苯異羥肟酸和羥基伊馬替尼的組蛋白去乙酰化酶抑制作用和抗腫瘤細(xì)胞毒性[19]?；衔?3的細(xì)胞毒性低于化合物14。構(gòu)效關(guān)系表明C-5或C-7位引入吸電子或供電子取代基，組蛋白去乙酰化酶的抑制作用增強(qiáng)，但是C-5位的取代似乎比C-7位更有利于細(xì)胞毒性(圖3-13、3-14)。

Xu等[20]和Diao等[21]研究了化合物15和化合物16通過(guò)不同連接單元連接的4-甲基香豆素和靛紅亞胺對(duì)其抗癌活性的影響。構(gòu)效關(guān)系證實(shí)C-3位取代基和C-5位取代基對(duì)活性的影響更大。對(duì)于通過(guò)二甘醇連接的化合物在C-3位置的影響順序是肟>酮>甲基肟，而對(duì)于通過(guò)四乙二醇連接的化合物，順序是甲基肟>酮>肟>乙基肟。對(duì)于C-5取代基，二甘醇連接的化合物的抗癌活性可以通過(guò)引入供電子基團(tuán)(如甲基)來(lái)增強(qiáng)，而四乙醇連接的化合物則相反(圖3-15、3-16)。

Rajesh等測(cè)試了化合物17的抗癌活性[22]。在測(cè)試化合物中，當(dāng)R1=吲哚酮基、R2=H時(shí)，化合物17對(duì)乳腺癌(MCF-7)細(xì)胞具有最佳抗癌活性(IC50:1.98 μmol/L±0.18 μmol/L，抑制率78.98%)，同時(shí)，對(duì)磷酸肌苷3-激酶的抑制率為73.06%，IC50:(1.972±0.44)μmol/L(圖3-17)。

圖 3 其他靛紅亞胺替代品

4 小 結(jié)

近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多靛紅亞胺衍生物并測(cè)試它們的抗癌性能。構(gòu)效關(guān)系表明，靛紅亞胺的N-1、C-3、C-5、C-7位可以修飾，N-1位可以引入各種抗癌(如苯并呋喃化合物或三唑化合物)的藥效團(tuán)。對(duì)于C-3位，肼化合物和螺環(huán)是最常見(jiàn)的，表現(xiàn)出良好的作用。苯環(huán)上C-5和C-7位的取代基，一般會(huì)引入供電子或吸電子基團(tuán)以增加其抗癌活性。本文對(duì)結(jié)構(gòu)與活性之間的關(guān)系及作用機(jī)理進(jìn)行探討，為合理設(shè)計(jì)更有效的靛紅亞胺衍生物提供依據(jù)。