新型喹啉-查尔酮衍生物作为微管蛋白聚合与P-糖蛋白双重抑制剂克服宫颈癌顺铂耐药性的设计与合成研究

本研究设计并合成了23种新型喹啉-查尔酮衍生物，通过双重抑制微管蛋白聚合（靶向COL结合位点）和P-糖蛋白（P-gp）外排功能，显著克服宫颈癌顺铂耐药性。其中化合物6h表现突出，其对顺铂耐药细胞（HeLa/DDP）的IC50达7.21μM，耐药指数（1.27）优于维拉帕米（2.22），且斑马鱼急性毒性实验显示其安全性显著高于顺铂。

　　

Highlight

23种新型喹啉-查尔酮衍生物的合成

本研究设计并合成了23种新型喹啉-查尔酮衍生物（6a-6w），合成路线如方案1所示。合成从已知中间体的制备开始：首先通过Claisen-Schmidt缩合反应，使3,4,5-三甲氧基苯乙酮（1）与4-甲氧基-3-硝基苯甲醛反应，得到已知化合物硝基查尔酮（2）；随后依照文献方法还原2，得到关键中间体氨基查尔酮（3）。另一方面，通过经典的Skraup反应合成2-苯基喹啉-4-羧酸（5a-5w）：将邻氨基苯甲酸（4）与相应苯甲醛衍生物在硝基苯和硫酸中加热反应，生成2-苯基喹啉-4-羧酸系列化合物。最后，中间体3与不同的2-苯基喹啉-4-羧酸（5a-5w）通过酰胺化反应连接，得到目标化合物6a-6w。所有新化合物的结构均经¹H NMR、¹³C NMR和HRMS确认。

Conclusions

本研究基于双靶点策略设计合成了23种新型喹啉-查尔酮衍生物。其中化合物6h对HeLa细胞（IC₅₀ = 6.69 ± 0.62 μM）和HeLa/DDP细胞（IC₅₀ = 7.21 ± 0.23 μM）均表现出最强的抗增殖活性，且对正常宫颈细胞的毒性低于顺铂。化合物6h在HeLa细胞和HeLa/DDP细胞中的活性分别是顺铂的2.3倍和13.1倍。此外，6h在HeLa/DDP细胞中的耐药指数（1.27）显著低于维拉帕米（2.22）。机制研究表明，6h有效抑制微管蛋白聚合，诱导G₂/M期阻滞和细胞凋亡。通过罗丹明123蓄积实验证实，6h可抑制P-gp外排功能从而逆转多药耐药（MDR）。分子对接和动力学模拟表明，6h与微管蛋白COL结合位点（CBS）（结合能ΔG = ?12.4 kcal/mol）和P-gp疏水腔内（ΔG = ?10.8 kcal/mol）均能稳定结合。斑马鱼急性毒性实验证明，6h的安全性显著优于顺铂（400 μM浓度下死亡率为0%，而顺铂在8 μM浓度下死亡率为16.7%）。据我们所知，化合物6h是首个报道的具有双重功能的喹啉-查尔酮衍生物：既具有直接抗肿瘤活性，又能逆转P-gp介导的顺铂耐药。我们的结果表明，化合物6h是一种先导化合物，代表了一种对抗耐药宫颈癌的新策略。