基於α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物的製作方法

2023-10-11 13:17:39 1

專利名稱：基於α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物的製作方法
技術領域：
本發明屬生物醫藥技術領域，涉及一種基於α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥 物。
背景技術：
腫瘤是嚴重威脅人類健康的重大疾病，其特徵是不受調控的快速細胞 增生。導致腫瘤發生的因素很多，其中能量代謝相關酶，尤其是一些三羧酸循環 (tricarboxylic acid (TCA) cycle))酶的突變可以導致腫瘤的發生。有研究報導了 人三羧酸循環酶 succinatedehydrogenase (SDH)的突變導至文 phaeochromocytoma andparaganglioma(Baysal et al. ,2000 ；Eng et al. ,2003).繼而又有研究 艮道了延 胡索酸脫氫酶(fumarate hydratase (FH))的突變或表達下調可以導致gastric and colorectal carcinoma 的發生(Frederiksen et al. ,2003 ；Habano et al.,2003)o2003年，有研究提出假設，SDH與Hl的突變或表達下調導致代謝尤其是三羧酸 循環的下調，因而導致大量氧自由基的產生。高濃度氧自由基的存在導致脯氨酸羥基化酶 (Proly hdroxylase，PHD)的失活，進而導致缺氧誘導因子的(Hypoxia inducible factor, HIF)降解速度的降低。HIFla蛋白因此累積，促進了腫瘤的發生(Eng etal. 2003)。後續的 研究發現促使HIFla上升到因素還包括SDH與Hl的突變導致其底物延胡索酸與丁二酸的 累計，而延胡索酸與丁二酸又是脯氨酸羥基化酶的底物酮戊二酸的競爭性抑制物，所以升 高的延胡索酸與丁二酸濃度直接導致脯氨酸羥基化酶的活力降低，因而導致缺氧誘導因子 的濃度升高。2008年及2009年，通過大規模測序發現在繼發性的神經膠質瘤中參與合成α酮 戊二酸的的兩種異檸檬酸脫氫酶(isocitratedehydrogenase，IDH)，IDHl與IDH2發生了 突變，突變的胺基酸為 IDHl 的 Argl32 及 IDH2 的 Argl99 (Williams Parsons, et al，2008， Yan et al，2009)。但是異檸檬酸脫氫酶1與異檸檬酸脫氫酶2突變對於腫瘤細胞的生理 意義尚無明確機理。現有技術公開了人體內合成α酮戊二酸主要由三種異檸檬酸脫氫酶以及穀氨酸 脫氫酶來完成。在線粒體內，a酮戊二酸主要由IDH2與IDH3來合成；在細胞質內，α酮戊 二酸的合成則主要由異檸檬酸脫氫酶1以及穀氨酸脫氫酶來完成。線粒體與細胞質的α 酮戊二酸通過特定的轉運系統實現相互補充。由於脯氨酸羥化酶主要在細胞質內發生作 用，所以細胞質內的α酮戊二酸的濃度對於脯氨酸羥化酶活性具有重要影響，因而細胞質 內的α酮戊二酸的濃度直接可以影響到缺氧誘導因子的穩定性，進而影響到腫瘤的發生。最近有關對於神經膠質瘤中異檸檬酸脫氫酶1與異檸檬酸脫氫酶2突變的研究表 明，這兩種基因中的一種或兩種突變可以導致異檸檬酸脫氫酶1與異檸檬酸脫氫酶2的顯 性抑制(dominant negativeinhibition)，從而引起細胞內異檸檬酸脫氫酶活力的顯著降 低，進而降低細胞內的α酮戊二酸的濃度，促進HIFla的上升(zhao et al，2009)。與本發明相關的文獻有
3
(I)Baysal, B. E. , et al. ,2000, Science, Vol. 287, p. 848.(2)Eng, C. , Kiuru,M. , Fernandez, Μ. J. , and Aaltonen, L. Α. ,2003, "A role for mitochondrial enzymes in inheritedneoplasia and beyond, "Nat. Rev.Cancer,Vol. 3, pp. 193-202.(3) Frederiksen, C. Μ. , Knudsen, S. , Laurberg, S. , Orntoft, T. F. , 2003, J. Cancer Res. Clin. Oncol.，Vol. 129，p. 263.(4)Habano, W. , et al. ,2003, Oncol. Rep. , Vol. 10, p. 1375.(5)D. Williams Parsons, et al, An Integrated GenomicAnalysis of Human Glioblastoma Multiforme, Science Oct 8,2008(6) Yan et al, New Eng. J. of Med. Feb 19,2009(7)Zhao et al, Science 2009

發明內容
本發明的目的是提供一種基於α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物，尤其涉及 基於α酮戊二酸及其衍生物的治療神經膠質瘤的抗腫瘤藥物。本發明的抗腫瘤藥物是基於體外引入細胞可吸收的α酮戊二酸及其衍生物的化 學小分子抗腫瘤藥物。所述的衍生物包括其各種酯類衍生物、醯胺類衍生物、醚類衍生物；本發明的抗腫瘤藥物還包括其α酮戊二酸化學結構類似物及其衍生物。所述的α酮戊二酸化學結構類似物及其衍生物，包括對於α酮戊二酸所作的單 個或多個原子的置換，衍生物包括其各種酯類衍生物、醯胺類衍生物、醚類衍生物，本發明經體外實驗，結果表明，神經膠質瘤中異檸檬酸脫氫酶的突變導致酶活力 的丟失，細胞內能夠生成的α酮戊二酸顯著減少，進而導致能夠誘發腫瘤及促進腫瘤生長 的厭氧誘導因子水平顯著上升。而通過外源補充可吸收的α酮戊二酸則可以逆轉這個現 象。因此，可吸收的α酮戊二酸類化合物能夠治療神經膠質瘤。本發明的抗腫瘤藥物還可以用於除神經膠質瘤外地胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、 胃癌、大腸癌、結腸癌及黑色素瘤臨床治療。


圖1是突變率最高的R132H突變酶具有最低的酶活力。圖2是異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶抑制野生型異檸檬酸脫氫酶1的活力。圖3是異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶降低細胞內α酮戊二酸的濃度。圖4是異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶可以提高缺氧誘導因子的穩定性並提高穩 定狀態缺氧誘導因子的濃度。圖5是在具有R132H突變的神經膠質瘤病人樣品中，厭氧誘導因子濃度顯著上升。圖6是膠質瘤細胞內加入可滲透的辛酯化的α酮戊二酸，厭氧誘導因子濃度明顯 下降。
具體實施例方式實施例1本發明對繼發性人神經膠質瘤細胞內異檸檬酸脫氫酶1突變進行實驗觀察，實驗 結果顯示，所有的突變都導致異檸檬酸脫氫酶1活性的顯著降低；將R132H突變的酶在細 胞內表達，結果顯示，異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶可以抑制野生型異檸檬酸脫氫酶1的 活力；將R132H突變的酶在細胞內表達，結果顯示，異檸檬酸脫氫酶1R132H突變酶可以降 低細胞內α酮戊二酸的濃度；將R132H突變的酶在細胞內表達，結果顯示，異檸檬酸脫氫 酶1R132H突變酶能提高缺氧誘導因子的穩定性並提高穩定狀態缺氧誘導因子的濃度；在 具有R132H突變的神經膠質瘤病人樣品中觀察到顯著上升的厭氧誘導因子濃度；向因為表 達R132H突變而導致缺氧誘導因子升高的的膠質瘤細胞內加入可滲透的辛酯化的α酮戊 二酸，結果顯示，厭氧誘導因子濃度明顯下降。結果表明，神經膠質瘤中異檸檬酸脫氫酶的突變導致酶活力的丟失，細胞內能夠 生成的α酮戊二酸顯著減少，進而導致能夠誘發腫瘤及促進腫瘤生長的厭氧誘導因子水 平顯著上升。而通過外源補充可吸收的α酮戊二酸則可以逆轉這個現象。因此，可吸收的 α酮戊二酸類化合物能夠治療神經膠質瘤。
權利要求
基於α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物，其特徵在於，所述的抗腫瘤藥物是基於體外引入細胞可吸收的α酮戊二酸及其衍生物的化學小分子抗腫瘤藥物。
2.按權利要求1所述的抗腫瘤藥物，其特徵在於，所述的α酮戊二酸衍生物為其各種 酯類衍生物、醯胺類衍生物或醚類衍生物。
3.按權利要求1所述的抗腫瘤藥物，其特徵在於，所述的抗腫瘤藥物基於α酮戊二酸 化學結構類似物及其衍生物。
4.按權利要求3所述的抗腫瘤藥物，其特徵在於，所述的α酮戊二酸包括對於α酮戊 二酸所作的單個或多個原子的置換；所述的α衍生物包括其各種酯類衍生物、醯胺類衍生 物、醚類衍生物。
5.權利要求1所述的抗腫瘤藥物在製備治療胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、胃癌、大腸 癌、結腸癌及黑色素瘤藥物中的應用。
全文摘要
本發明屬生物醫藥技術領域，涉及一種基於α酮戊二酸及其衍生物的抗腫瘤藥物。所述衍生物包括其各種酯類衍生物、醯胺類衍生物、醚類衍生物；其α酮戊二酸化學結構類似物及其衍生物。經體外實驗，結果表明，神經膠質瘤中異檸檬酸脫氫酶的突變導致酶活力的丟失，細胞內能夠生成的α酮戊二酸顯著減少，能夠誘發腫瘤及促進腫瘤生長的厭氧誘導因子水平顯著上升，而通過外源補充可吸收的α酮戊二酸則可以逆轉這個現象。因此，可吸收的α酮戊二酸類化合物能夠治療神經膠質瘤。還用於胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、胃癌、大腸癌、結腸癌及黑色素瘤治療。
文檔編號A61K31/225GK101884631SQ20091005107
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者熊躍, 管坤良, 趙世民 申請人:復旦大學