一种化合物及其衍生物在制备抗癌剂抗性药物中的应用

本技术涉及杂环化合物羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及医药，尤其涉及一种化合物及其衍生物在制备抗癌剂抗性药物中的应用。

背景技术：

1、当前，恶性肿瘤的发病率与死亡率逐年攀升，严重威胁人类健康。在临床治疗中，肿瘤细胞产生的高侵袭性和多药耐药性（mdr）已成为传统化疗失败的主要原因，导致患者预后不良及疾病复发。

2、其中，肿瘤干细胞（cancer stem cells, cscs）是介导耐药、复发和转移的关键核心。这类细胞占肿瘤细胞总数的3%-5%，具有自我更新、多向分化能力，常处于静息状态，dna修复能力强且高表达药物外排系统，能逃脱常规放化疗杀伤，成为肿瘤复发的“种子细胞”。因此，能够清除cscs的药物被认为是彻底治愈癌症的关键。

3、因此，寻找高效、低毒且能克服耐药性的新型抗肿瘤候选药物以及靶向肿瘤干细胞的药物已成为医药领域的研究热点。

技术实现思路

1、本发明涉及从海参中分离得到的3种海参皂苷（即羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物），实验证明其对肿瘤细胞具有细胞毒活性，对多种耐药恶性肿瘤细胞（癌症细胞）具有显著的细胞毒活性，为开发新型抗耐药肿瘤药物奠定了基础。

2、一方面，本技术提供了羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物在制备治疗和/或预防癌症药物中的应用，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物包括具有3,12,17-三羟基-22,25-环氧羊毛甾-9(11)-烯-18-酸-18,20-内酯结构的海参烷型苷元母核所述海参烷型苷元母核c-9(11)位含有双键，c-12与c-17位含有羟基，所述海参烷型苷元母核结构如下化学结构式ⅰ所示：

3、……式ⅰ；

4、其中r为含有2-4个单糖单元的糖链。

5、优选的，所述r为β-d-吡喃-木糖及其硫酸酯或硫酸酯钠盐形式、β-d-吡喃-奎诺糖、β-d-吡喃-葡萄糖、3-o-甲基-β-d-吡喃-木糖、3-o-甲基-βd-吡喃-葡萄糖中的一种或多种。

6、更优选的，所述β-d-吡喃-木糖及其硫酸酯或硫酸酯钠盐形式结构如下化学结构式ⅱ所示：

7、……式ⅱ，其中，r可为h、so3na、so3h中的一种；

8、更优选的，所述β-d-吡喃-奎诺糖结构如下化学结构式ⅲ所示：

9、……式ⅲ；

10、更优选的，所述β-d-吡喃-葡萄糖结构如下化学结构式ⅳ所示：……式ⅳ；

11、更优选的，所述3-o-甲基-β-d-吡喃-木糖结构如下化学结构式ⅴ所示：

12、……式ⅴ；

13、更优选的，所述3-o-甲基-βd-吡喃-葡萄糖结构如下化学结构式ⅵ所示：

14、……式ⅵ。

15、优选的，所述r糖链长度大于2。

16、更优选的，所述r糖链长度大于等于4。

17、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物包括脱硫酸基海参素a、海参素b及脱钠海参素b中任一种或多种。

18、本技术中首次公开了脱硫酸基海参素a、海参素b及脱钠海参素b能够作为抗癌剂治疗和/或预防癌症，并且，通过对羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物的结构研究发现羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物的抗肿瘤活性与其苷元上c-3位糖链的复杂程度呈正相关，四糖链结构（如 脱硫酸基海参素a）的活性显著优于双糖链结构。

19、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物包括脱硫酸基海参素a。

20、另一方面，本技术还提供了羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物在制备减少癌症复发药物中的应用，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物包括具有3,12,17-三羟基-22,25-环氧羊毛甾-9(11)-烯-18-酸-18,20-内酯结构的海参烷型苷元母核所述海参烷型苷元母核c-9(11)位含有双键，c-12与c-17位含有羟基，所述海参烷型苷元母核结构如下化学结构式ⅰ所示：

21、……式ⅰ；

22、其中r为含有2-4个单糖单元的糖链。

23、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物包括脱硫酸基海参素a、海参素b及脱钠海参素b中任一种或多种。

24、优选的，所述减少癌症复发通过抑制肿瘤干细胞的活性实现。

25、另一方面，本技术还提供了羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物在制备抑制癌症转移药物中的应用，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物包括具有3,12,17-三羟基-22,25-环氧羊毛甾-9(11)-烯-18-酸-18,20-内酯结构的海参烷型苷元母核所述海参烷型苷元母核c-9(11)位含有双键，c-12与c-17位含有羟基，所述海参烷型苷元母核结构如下化学结构式ⅰ所示：

26、……式ⅰ；

27、其中r为含有2-4个单糖单元的糖链。

28、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物包括脱硫酸基海参素a、海参素b及脱钠海参素b中任一种或多种。

29、优选的，所述抑制癌症转移通过抑制肿瘤干细胞的活性实现。

30、进一步地，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物包括如下化学结构式ⅶ-ⅸ任一种或多种：

31、……（ⅶ）；

32、……（ⅷ）；

33、……（ⅸ）。

34、进一步地，所述癌症包括脑癌、乳腺癌、肺癌、肝癌中的一种或多种。

35、进一步地，所述肺癌包括非小细胞肺癌。

36、进一步地，所述脑癌包括胶质母细胞瘤。

37、优选的，所述癌症为恶性癌症。

38、另一方面，本技术还提供了羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物在制备治疗和/或预防抗癌剂抗性癌症药物中的应用，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物包括具有3,12,17-三羟基-22,25-环氧羊毛甾-9(11)-烯-18-酸-18,20-内酯结构的海参烷型苷元母核所述海参烷型苷元母核c-9(11)位含有双键，c-12与c-17位含有羟基，所述海参烷型苷元母核结构如下化学结构式ⅰ所示：

39、……式ⅰ；

40、其中r为含有2-4个单糖单元的糖链。

41、进一步地，治疗和/或预防抗癌剂抗性癌症包括延长癌症患者生存期、抑制肿瘤生长、抑制肿瘤转移和/或抑制肿瘤复发。

42、进一步地，所述抗癌剂包括铂类药物、蒽环类拓扑异构酶抑制剂和/或烷化剂。

43、优选的，所述铂类药物包括顺铂。

44、优选的，所述烷化剂包括替莫唑胺。

45、优选的，所述蒽环类拓扑异构酶抑制剂包括多柔比星。

46、进一步地，所述癌症为耐药性（抗癌剂抗性）癌症。

47、进一步地，所述耐药性（抗癌剂抗性）癌症包括耐铂类药物癌症、耐蒽环类拓扑异构酶抑制剂癌症、耐烷化剂类癌症。

48、优选的，所述耐药性癌症包括耐顺铂药物癌症、耐多柔比星癌症、耐替莫唑胺癌症。

49、更优选的，所述耐药性（抗癌剂抗性）癌症包括耐顺铂的乳腺癌、耐多柔比星的肝癌、耐替莫唑胺的胶质母细胞瘤（脑癌）和/或耐顺铂的非小细胞肺癌。

50、进一步地，治疗和/或预防癌症包括杀伤肿瘤细胞和/或抑制肿瘤干细胞的活性。

51、优选的，所述肿瘤细胞包括人胶质母细胞瘤细胞ln229、人肝癌细胞hepg2、人非小细胞肺癌细胞a549、人三阴性乳腺癌细胞mda-mb-231中的一种或多种。

52、优选的，所述肿瘤干细胞为人胶质母细胞瘤干细胞，具体为胶质母细胞瘤干细胞gsc0617、胶质母细胞瘤干细胞gsc0722中的一种或多种。

53、在一种优选的实施方式中，

54、脱硫酸基海参素a对人三阴性乳腺癌细胞mda-mb-231的ic50为0.6438μm，对人胶质母细胞瘤细胞ln229的ic50为0.2261μm，对人非小细胞肺癌细胞a549的ic50为1.607μm，对胶质母细胞瘤干细胞gsc0722的ic50为0.9877μm，对胶质母细胞瘤干细胞gsc0617的ic50为1.080μm。

55、海参素b对人三阴性乳腺癌细胞mda-mb-231的ic50为3.124μm，对人胶质母细胞瘤细胞ln229的ic50为1.567μm，对人非小细胞肺癌细胞a549的ic50为4.504μm，对胶质母细胞瘤干细胞gsc0722的ic50为3.055μm，对胶质母细胞瘤干细胞gsc0617的ic50为2.614μm。

56、脱钠海参素b对人三阴性乳腺癌细胞mda-mb-231的ic50为2.539μm，对人胶质母细胞瘤细胞ln229的ic50为7.292μm，对人非小细胞肺癌细胞a549的ic50为4.992μm，对胶质母细胞瘤干细胞gsc0722的ic50为3.100μm，对胶质母细胞瘤干细胞gsc0617的ic50为1.563μm。

57、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物治疗和/或预防癌症包括杀伤肿瘤细胞和/或抑制肿瘤干细胞的活性具有剂量依赖性，杀伤性随着给药浓度的增加而增加。

58、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物治疗和/或预防癌症包括杀伤肿瘤细胞和/或抑制肿瘤干细胞的活性通过诱导细胞膜损伤实现。

59、优选的，所述羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物治疗和/或预防癌症包括杀伤肿瘤细胞和/或抑制肿瘤干细胞的活性通过诱导细胞凋亡实现。

60、进一步地，所述药物的剂型可为注射剂、片剂、胶囊剂、粉剂、贴剂、缓控释剂中的一种或多种。

61、本技术药物还可以添加生理学上可接受的辅料，所述辅料可以是适当的溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、包衣材料、芳香剂、抗黏合剂、整合剂、渗透促进剂、ph值调节剂、缓冲剂、增塑剂、表面活性剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂与反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂等。

62、本技术的药物可以通过通用方法来制备，其中可加入一种或多种稀释剂或载体使其满足使用需求成为特定剂型。

63、本领域技术人员可根据需求调整使用的浓度，在此不作具体限定。使用浓度可为羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物ic50的0.1-100倍。

64、羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物的浓度可为0.01％-99%。

65、羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物的浓度及其范围的上限或下限可为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、91%、92%、93%、99%、94%、95%、96%、97%、98%、99%以及其中任一数值。

66、另一方面，本技术提供了一种羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物的制备方法，所述方法包括：

67、步骤一、取海参粉碎，乙醇浸提，减压浓缩，丁酮萃取，回收丁酮萃取部分，即得羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物粗提物；

68、步骤二、将羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物粗提物经色谱分离，梯度洗脱获得不同的羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物初步分离组分；

69、步骤三、按照羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物初步分离组分的极性不同分组纯化获得羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物。

70、优选的，所述海参包括玉足海参（

holothuria leucospilota）。

71、优选的，所述粉碎方法包括湿法粉碎。

72、优选的，所述步骤一中乙醇浓度为70％-90％。

73、优选的，所述乙醇浸提包括超声波提取1-10次，每次10-30 min。

74、优选的，减压浓缩条件包括压强100-130 bar，温度35°c-40°c。

75、优选的，所述步骤二中色谱分离包括经硅胶柱色谱（100-200目）以二氯甲烷：甲醇体系进行梯度洗脱，按照羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物的极性不同分组。

76、优选的，所述步骤三中纯化包括：经凝胶色谱柱、硅胶柱色谱和/或中压反相色谱进行组分分离。

77、更优选的，硅胶柱色谱分离，以二氯甲烷：甲醇梯度洗脱。

78、更优选的，中压反相色谱填料包括c18，以甲醇：水梯度洗脱。

79、更优选的，sephadex lh-20凝胶色谱柱采用甲醇洗脱。

80、优选的，所述步骤三中包括合并极性相似组分进行纯化获得羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物。

81、在一种优选的实施方式中，一种羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物的制备方法，所述方法包括：

82、步骤一、取玉足海参（

holothuria leucospilota）湿法粉碎，70-90％乙醇浸提，超声波提取1-10次，每次10-30 min，压强100-130 bar，温度35°c-40°c减压浓缩，丁酮萃取，回收丁酮萃取部分，即得羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物粗提物；

83、步骤二、将羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物粗提物经色谱分离，梯度洗脱获得不同的羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物初步分离组分；

84、步骤三、按照羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物初步分离组分的极性不同分组经凝胶色谱柱、硅胶柱色谱和/或中压反相色谱进行组分分离纯化，获得羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物及其衍生物。

85、本发明具有如下有益效果：

86、本技术中首次公开了3种羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物，包括脱硫酸基海参素a、海参素b及脱钠海参素b，对多种肿瘤细胞（mda-mb-231、ln229、a549）和肿瘤干细胞（gsc0722、gsc0617）均具有细胞毒活性，可作为新型抗癌剂，为癌症治疗提供了一种新的功能性药物，还能够适用于靶向肿瘤干细胞的癌症治疗过程中，有效防止肿瘤复发和转移。

87、本技术中还发现了脱硫酸基海参素a对耐药的肿瘤细胞具有较好的杀伤力，肿瘤细胞对化疗药物（ddp、adr、tmz）产生耐药性后，对脱硫酸基海参素a仍然具有敏感性，ic50值几乎不变或增加程度明显小于对化疗药物的耐药程度，说明脱硫酸基海参素a可避开其耐药机制，有效杀伤耐药肿瘤细胞，可作为耐药肿瘤治疗的潜在候选药物，有望解决耐药肿瘤患者无药可用的临床困境。

88、本技术中还针对羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物的抗肿瘤活性与其结构进行分析，结果发现具有3,12,17-三羟基-22,25-环氧羊毛甾-9(11)-烯-18-酸-18,20-内酯结构的海参烷型苷元母核的抗肿瘤活性与其苷元上c-3位糖链的复杂程度呈正相关，四糖链结构（如脱硫酸基海参素a）的活性显著优于双糖链结构。上述结论为开发高活性羊毛甾烷型三萜内酯类糖苷化合物类抗肿瘤药物提供了重要的分子修饰方向。