摘要
恶性肿瘤是目前危害人类生命的主要疾病，化疗是肿瘤的主要治疗手段之一。在过去几十年里，化疗药物取得了很多成果，已经有众多针对不同靶点的效果良好的抗肿瘤药物应用于临床，延长了很多晚期癌症病人的生命。但是这些传统的抗肿瘤药物主要是靶向细胞的增殖而非自我更新和分化，同时这些药物又具有毒副作用大、容易产生耐药性等缺点，无法实现肿瘤的根治，因而面临严重挑战。随着分子肿瘤学、分子生物学、肿瘤基因学的研究取得巨大进展，特别是肿瘤干细胞的发现，使得抗肿瘤药物的研究开发进入一个崭新的阶段。肿瘤干细胞是肿瘤组织中具有很强增殖能力、表现部分干细胞特性的细胞亚群，是肿瘤产生耐药性、转移和复发的主要原因。因此，靶向作用于肿瘤于细胞相关的信号通路，发现新型抗肿瘤药物正成为全世界抗肿瘤药物研究的热点。 肿瘤干细胞的发展受多条信号通路的调控。Wnt信号通路就是较早被发现与肿瘤干细胞相关的信号通路。Wnt信号通路是一条在进化上保守的信号通路，主要分为三类:经典的Wnt/β-catenin信号通路，非经典的Wnt/Ca2+信号通路以及平面细胞极性(PCP)信号通路。Wnt信号通路对机体的生长发育至关重要，可以调控细胞的生长、迁移和分化，并且对维持肠道干细胞、造血干细胞、皮肤干细胞等多种人类干细胞的稳定增殖起着关键作用。当Wnt信号通路活化时，Wnt与受体Fzd结合，激活细胞内的Dsh蛋白，磷酸化的Dsh蛋白将信号传至细胞内，抑制Apc，GSK-3β，Axin，CK1α组成的复合物的活性，引起β-catenin在细胞内的积累，并进入细胞核与T细胞因子(TCF)-淋巴细胞增强因子家族的转录因子形成复合物，激活下游基因的转录。在没有Wnt信号的状态下，Apc，GSK-3β，Axin和CK1α组成的复合物可以通过氨基端磷酸化快速降解β-catenin。 Wnt信号通路不仅在胚胎发育过程中发挥着重要作用，而且当其组件发生变化使通路活化过度或调控异常时，便会导致机体发育异常或形成肿瘤。Wnt信号通路诱导Wnt-1蛋白和WISP-1下游效应蛋白与细胞内的survivin和cyclinD1相互作用，会加速细胞周期、细胞增殖并抑制细胞凋亡，导致结肠癌的发生。结肠癌中广泛存在Apc和β-catenin突变，在子宫内膜癌、前列腺癌、甲状腺癌和一些间叶细胞起源的肿瘤中也发现有β-catenin、APC以及Axin等Wnt信号通路组件的异常。随着靶向作用于Wnt信号通路的小分子抑制剂LGK974以及CWP232291等进入临床实验研究，说明了以Wnt信号通路作为抗肿瘤药物靶点具有广阔的开发前景。 本文综述了Wnt信号通路及其小分子抑制剂的研究进展。通过对已报道的Wnt信号通路小分子抑制剂的结构和活性进行分析，总结出构效关系，运用连接变换、生物电子等排和拼合等药物设计的基本原理，进行喹啉类以及二氢噻吩并嘧啶酮类小分子抑制剂的设计、合成，并测定了抗肿瘤活性，根据抗肿瘤活性测试结果进行了生物活性与构效关系的初步研究工作。论文主要包括以下内容: 1、以Pyrvinium和VU-WS113为先导化合物，运用药物设计的基本原理，设计合成了喹啉类共计37个目标化合物，均未见文献报道。目标化合物的结构均经1H-NMR、13C-NMR、IR和MS确认。 2、以IWP-2为先导化合物，运用药物设计的基本原理，设计合成了二氢噻吩并嘧啶酮类共计10个目标化合物，均未见文献报道。同时研究了无溶剂条件下，氧化锌催化2-酰基吡咯类化合物合成的反应，共计合成了20个2-酰基吡咯类化合物。所有化合物的结构均经1H-NMR、13C-NMR、IR和MS确认。 3、合成了阳性对照药Pyrvinium、VU-WS113以及IWP-2并对其反应条件进行了优化。 4、对47个目标化合物进行了初步的体外抗肿瘤活性测试，KLB系列37个目标化合物中，除KLB-009和KLB-014外，其余化合物均对人肝癌细胞株SMMC7721有一定的抑制活性，其中6个化合物的抑制活性与阳性对照药Pyrvinium和VU-WS113相当，5个化合物的抑制活性超过阳性对照药VU-WS113。KLB系列所有的化合物均对人结肠癌细胞株HCT116有一定的抑制活性，其中19个化合物的抑制活性与阳性对照药Pyrvinium和VU-WS113相当，13个化合物的抑制活性超过阳性对照药VU-WS113，特别是化合物KLB-020不仅对人结肠癌细胞株HCT116的抑制活性与阳性对照药Pyrvinium和VU-WS113相当，而且对人肝癌细胞株SMMC7721的抑制活性分别是阳性对照药Pyrvinium和VU-WS113的2和3倍左右。因此这些化合物值得进一步做蛋白酶活性以及体内活性研究;MDT系列10个目标化合物对人肝癌细胞株SMMC7721和人结肠癌细胞株HCT116都有一定的抑制活性，其中化合物MDT-007和MDT-008对人肝癌细胞株SMMC7721的抑制活性超过阳性对照药IWP-2，特别是化合物MDT-007对人结肠癌细胞株HCT116与阳性对照药相当，可以做进一步的筛选研究。 5、根据抗肿瘤活性测试结果，对目标化合物的构效关系进行了总结。从KLB系列化合物中与阳性对照药Pyrvinium和VU-WS113抑制活性相当的分子结构来看，喹啉母核2位引入苯环对提高化合物活性具有一定的作用。喹啉母核6位取代基为亲脂性基团时，活性急剧下降，为亲水性基团时，活性较好。阳性对照药Pyrvinium和VU-WS113中的吡咯-苯环部分可以被苯环取代，而且当苯环间位为氯原子时活性较好，当对位取代基为氯甲基时活性较好。从MDT系列化合物中与阳性对照药IWP-2抑制活性相当的分子结构来看，阳性对照药IWP-2中的苯并噻唑环可以被其它杂环取代，尤其是被含哌啶基的喹啉取代得到的化合物MDT-007活性最好，这可能是含哌啶基的喹啉结构更容易伸入到Porcn结合口袋，从而增加了化合物的抑制活性。
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