具有1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二烯的姜黄素衍生物：兼具抗肿瘤与多药耐药逆转作用的新型双功能先导化合物

《RSC Advances》：Curcumin derivatives with 1,5-diaryl-3-oxo-1,4-pentadiene: novel dual-function lead compounds showing anticancer and MDR reversal effects

　　

1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二烯（1,5-diaryl-3-oxo-1,4-pentadiene）是从姜黄素（Curcumin）衍生出的优良药效团。研究人员通过合成六个聚焦的1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二化合物库（1a–1e、2a–2e、3a–3e、4a–4e、5a–5e及中间体A–E）并进行细胞毒性筛选，发现含有N-3-F-PhCH₂的化合物1d–5d通常比相应含有未取代亚苄基基团的分子活性更高。在35个化合物中，14个化合物的IC₅₀值低于5 μM，特别是5d和4d，其IC₅₀值分别为0.17 μM（A549）和0.68 μM（HeLa）。除3c、4c、4e和5e活性略差外，大多数化合物对癌细胞表现出优于正常肝细胞（LO2）的偏好性和选择性毒性。研究共分析了7种人源癌细胞系，所有衍生物均表现出广谱活性。同时，研究人员测定了多药耐药（Multidrug Resistance, MDR）逆转活性和细胞摄取情况。数据分析表明，亚苄基上具有简单2-F、4-F或3-Br取代的大多数化合物具有强效的MDR逆转特性，可将耐药基因MDR1的表达水平降低至对照组的50%以下，特别是4a和4e，分别降至10%和15%以下。 importantly，中间体（C、D和E）、3a、3b、4a、4d、4e、5d和5d同时表现出强效的MDR逆转特性和强细胞毒性，这可能为未来开发兼具双重功能的癌症治疗药物的分子修饰策略提供指导。

癌症是由进行性基因突变和改变引发的致命疾病，这些突变和改变驱动正常细胞向恶性细胞转化，是全球主要的健康问题，也是世界范围内第二大致死原因。目前，癌症的治疗策略包括手术治疗、化疗、放疗、免疫治疗和靶向治疗等多种手段，其中化疗是标准的支柱性治疗方案。然而，化疗的效果受到抗癌药物严重毒副作用和多药耐药（MDR）的不利影响。化疗产生毒副作用的关键原因在于其对正常细胞的细胞毒性作用，因此，开发对癌细胞具有偏好性强细胞毒性或多靶点作用的新型抗癌药物，仍然是癌症化疗面临的巨大挑战和迫切的医学需求。此外，MDR是导致肿瘤化疗失败的关键因素，寻找新型MDR逆转剂或兼具抗癌和MDR逆转活性的双功能药物是目前有前景的解决方案。

姜黄素（Curcumin）因其多样化的药理活性而被广泛研究，包括对各种癌细胞的细胞毒性、抗血管生成、抗转移和抗氧化活性，同时还能逆转MDR并增强耐药细胞对化疗的敏感性。然而，其临床应用受到口服生物利用度差、药代动力学特性弱以及在水和血浆等水性介质中溶解度差等因素的显著限制。因此，姜黄素成为开发潜在抗肿瘤候选物和强效化学增敏剂的改造靶点，其改造位点主要涉及芳香环、β-二酮部分和亚甲基基团。特别地，将姜黄素中的α,β-不饱和β-二酮转化为α,β-不饱和单酮后，可获得1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二烯这一优良药效团，其兼具抗增殖和MDR逆转活性。

根据"序贯细胞毒性"假说，1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二烯能够提供持续的化学攻击，对肿瘤细胞的伤害大于正常细胞，因此具有该药效团的化合物可能具有低毒性和高选择性。研究人员在此前工作中发现了一系列具有1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二烯的新型哌啶α,β-不饱和羰基化合物表现出良好至显著的生物活性，特别是某些哌啶酮N的季铵盐衍生物同时具有强效的MDR逆转活性和细胞毒性。为进一步研究N-取代基和不同亚苄基对生物活性的影响并优化结构，研究人员开展了本项研究，报道具有N-苄基的1,5-二芳基-3-氧代-1,4-戊二烯聚焦类似物库的开发和细胞毒性研究，该论文发表于《RSC Advances》。

研究人员主要采用的技术方法包括：以4-哌啶酮为原料，通过Claisen–Schmidt缩合反应合成中间体，再经N-酰化反应制备目标化合物；采用MTT（3-[4,5-二甲基噻唑-2-基]-2,5-二苯基四氮唑溴盐）法测定细胞毒性，样本细胞系来源于山东大学医学与健康科学院山东省医学科学院；利用激光共聚焦扫描显微镜（CLSM）检测具有固有荧光特性的化合物细胞摄取情况；通过逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）测定MDR逆转活性。

合成与结构方面，研究人员通过Scheme 1所示合成路线制备了化合物1a–1e、2a–2e、3a–3e、4a–4e和5a–5e。各种芳香醛与4-哌啶酮在干燥氯化氢催化下经Claisen–Schmidt缩合反应得到中间体A、B、C、D和E，再分别与4-硝基苄基溴、4-氰基苄基溴、4-三氟甲基苄基溴、3-氟苄基溴或3,5-二(三氟甲基)苄基溴经N-酰化反应得到相应小分子。化合物收率在25%至82%之间，其结构经UV、IR、¹H NMR、¹³C NMR和HRMS充分确证。

体外抗增殖和抗肿瘤活性方面，研究人员利用源自消化系统、呼吸系统、生殖系统和循环系统的7种人源肿瘤细胞系（HepG2、HT-29、SGC7901、A549、HeLa、K562和K562/DOX）以及人正常肝细胞系LO2评价所合成化合物的抗增殖活性。结果表明，所合成小分子在体外表现出显著的抑制效果，对七种肿瘤细胞系具有广谱活性，其中K562对这些化合物最为敏感。除3a、1b、1c、5b和C外，其余所有化合物对K562的IC₅₀值均低于10 μM，30个化合物中有12个IC₅₀值低于5 μM。HT-29对这些衍生物的敏感性最差，但化合物A的IC50

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