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肺癌死亡率高,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比近 80%。EGFR 是重要抗癌靶点,但现有抑制剂存在耐药和副作用问题。研究人员合成新型吡唑衍生物,发现部分化合物对 COX-2 和 EGFRL858R/T790M有高选择性抑制活性,为 NSCLC 治疗提供新思路。
肺癌严重威胁人类健康,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌相关死亡的近 80%。表皮生长因子受体(EGFR)是细胞表面高表达的酪氨酸激酶(TK)受体,过度激活会促使癌细胞增殖、转移等,是重要的抗癌药物靶点,尤其是 NSCLC 治疗的关键靶点。然而,肺癌患者存在 EGFR 基因突变和耐药机制,现有 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂(TKI)疗效受固有和获得性耐药影响。第一代和第二代 EGFR 抑制剂激酶选择性有限,会产生严重副作用;第三代抑制剂奥希替尼(osimertinib)虽获批一线治疗转移性 NSCLC,但临床使用中也出现腹泻、皮炎等不良反应。同时,炎症与癌症进展关系密切,非甾体抗炎药(NSAIDs)可抑制环氧化酶(COX),选择性 COX-2 抑制剂虽有抗炎作用,但会引发心血管疾病。基于此,开发高选择性针对 EGFR
L858R/T790M且副作用小、耐药性低的抑制剂,以及兼具抗炎和抗癌作用的药物至关重要。
在这样的背景下,研究人员开展了新型含肟和硝酸酯基团吡唑杂化物的研究。研究人员设计并合成了两个系列的吡唑衍生物 14a-l 和 17a-c,旨在得到新型抗炎 / 抗癌杂化物,作为选择性 COX-2 抑制剂和 EGFRL858R/T790M酪氨酸激酶选择性抑制剂,以对抗耐药 NSCLC 及其炎症性疾病的致癌进程。该研究成果发表在《Bioorganic Chemistry》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先是化学合成法,通过多步反应制备目标化合物;然后利用体外实验评估化合物的活性,如针对 60 种人类癌细胞系进行抗癌筛选;此外还运用共价对接技术,探究化合物与靶点的结合机制。
化合物的合成
通过在乙醇钠溶液中,使合适的吡唑醛衍生物与不同芳香苯乙酮发生缩合反应,制备出查尔酮衍生物。之后经过多步反应,如与羟胺、对苯二胺、氯乙酰氯、硝酸银等试剂在特定条件下反应,得到目标吡唑衍生物 14a-l 和 17a-c 。
抗炎活性研究
通过对比,研究人员发现化合物 14c、14e、14g、14i-l、17b 和 17c 在 COX-2 选择性方面表现出色,其选择性指数(S.I.)在 17 - 42 之间,优于塞来昔布(celecoxib,S.I. = 20.43),表明这些化合物在抑制 COX-2 方面具有较高的选择性,可能具有良好的抗炎效果。
抗癌活性研究
美国国家癌症研究所(NCI)对所有合成化合物针对 60 种人类癌细胞系进行抗癌筛选。结果显示,9 种化合物(14c、14e、14g、14i-l、17b 和 17c)对所有癌细胞系,尤其是非小细胞肺癌(NSCLC)表现出优异的抑制活性。在对 EGFRT790M/L858R耐药的 NSCLC(H1975)细胞进行的进一步细胞毒性测试中,除 14l 外,所有测试化合物都表现出强效活性(IC50 = 3.02 - 27.32 μM),高于奥希替尼(IC50 = 37.29 μM)。同时,这些化合物对双突变 EGFRL858R/T790M酪氨酸激酶诱导出改善的选择性抑制活性,IC50在 0.031 - 0.076 μM 之间,选择性指数(S.I.)在 2.5 - 14.58 之间,与奥希替尼(IC50 = 0.037 μM,S.I. = 1.89)相当。此外,化合物 17c 能使 NSCLC(H1975)细胞周期停滞在 G0/G1 期。
一氧化氮释放研究
研究发现,最具抗癌活性的化合物 14c、14e、14g、14i-l、17b 和 17c 能够缓慢释放一氧化氮,释放速率在 1.45 - 3.37% 之间,这表明这些化合物可能通过释放一氧化氮发挥一定的抗癌和抗炎作用。
共价对接研究
通过共价对接研究,发现化合物 14g、14k 和 17c 与 Cys797 存在共价结合,这为它们作为不可逆抑制剂靶向 EGFRL858R/T790M蛋白提供了理论依据,有助于深入理解其抗癌机制。
研究合成了两个系列的一氧化氮供体型肟 14a-l 和硝酸酯衍生物 17a-c,作为 COX-2 和 EGFRL858R/T790M双突变抑制剂。体外实验结果显示,部分化合物展现出卓越的 COX-2 选择性和抗癌活性,对 NSCLC 细胞系抑制效果显著,且能释放一氧化氮,部分化合物还与靶点存在共价结合。该研究为开发新型治疗耐药 NSCLC 及其炎症性疾病的药物提供了重要依据,为解决现有 EGFR 抑制剂的耐药和副作用问题提供了新的方向,有望推动抗癌和抗炎药物的进一步发展,具有重要的理论和临床应用价值。