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研究生:呂玉玲
研究生(外文):Leu, Yu-Ling
論文名稱:設計合成水溶性喜樹鹼之葡萄醛酸衍生物應用於癌症之前驅藥物治療及合併抗體酵素之治療模式
論文名稱(外文):Design and synthesis of water-soluble glucuronide derivatives of camptothecin for cancer prodrug monotherapy and antibody-directed enzyme prodrug therapy (ADEPT)
指導教授:羅傅倫陳基旺陳基旺引用關係蘇慕寰蘇慕寰引用關係
指導教授(外文):Steve, RafferChern, Ji-wangSu, Mu-wan
學位類別:博士
校院名稱:國防醫學院
系所名稱:生命科學研究所
學門:生命科學學門
學類:生物學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:喜樹鹼拓樸酵素I
外文關鍵詞:camptothecintopoisomerase I
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應 用 於 antibody-directed enzyme prodrug therapy (ADEPT) 所 需 的 喜 樹 鹼 的 葡 萄 醛 酸 前 驅 物 己 被 合 成 出 來 。 化 合 物 36 是 將 10-hydroxycamptothecin 經 由 甲 苯 環 當 空 間 棒 連 結 上 甲 基 葡 萄 醛 酸 酯 , 此 化 合 物 含 碳 酸 鍵 , 對 人 體 血 清 不 安 定 , 並 不 適 用 於 ADEPT , 但 可 以 作 為 10-hydroxycamptothecin 的 前 驅 藥 物 。而 前 驅 藥 物 38 是 9-aminocamptothecin 經 由 甲 基 苯 環 當 空 間 棒 以 胺 基 醯 甲 酸 連 接 上 葡 萄 醛酸 的 化 合 物 ,此 前 驅 藥 物 可 耐 受 人 體 血 清, 其 安 定 性 非 常 好 , 如 此 可 確 保 它 在 體 內 循 環 中 , 未 接 觸 b-glucuronidase 前 維 持 前 驅 藥 物 的 形 式 。作 溶 解 度 試 驗 時 , 將 前 驅 物38 置 於 pH 4.0 的 phosphate buffer 中 , 以 確 保 喜 樹 鹼 抗 腫 瘤 活 性 的 基 本 結 構 為 內 酯 環, 而 非 不 具 抗 腫 瘤 活 性 之 carboxylate form , 在 此 種 環 境 下 , 鉀 鹽 型 的 前 驅 物 52 之 溶 解 度 為 25 mg/mL, 其 溶 解 度 比 topotecan ( 1.02 mg/mL, pH 5.0 ) 好 。當 在 pH 7.0 的 phosphate buffer 時 , 前 驅 物38 的 溶 解 度 更 高 達 109 mg/mL , 如 此 可 以 推 測 此 前 驅 藥 物 38 在 以 靜 脈 形 式( iv) 給 藥 時 , 不 會 有 沈 澱 的 問 題 出 現 。作 細 胞 毒 性 試 驗 的 結 果 顯 示 , 前 驅 藥 物 38 對 細 胞 的 毒 殺 能 力 比 原 藥 物 ( 9-aminocamptothecin ) 或 喜 樹 鹼 本 身 弱 了 50-100 倍 左 右 , 可 見 以 此 前 驅 藥 物 38 作 癌 症 治 療 時 , 可 以 減 少 全 身 系 統 的 毒 性 。 當 前 驅 藥 物 加 入 了 b-glucuronidase 時 , 其 細 胞 毒 性 即 回 復 到 與 原 藥 物 ( 9-aminocamptothecin ) 相 同 。 推 測 以 前 驅 物 38 作 ADEPT 的合 併 治 療 模 式 , 它 在 腫 瘤 處 會 受 抗 體 酵 素 結 合 物 之 b-glucuronidase 水 解 而 釋 出 具 抗 腫 瘤 活 性 之 9-aminocamptothecin , 而 將 腫 瘤 細 胞 毒 殺 。 以 HPLC 分 析 前 驅 物 38受 b-glucuronidase 水 解 後 的 產 物, 發 現 b-glucuronidase 水 解 切 除 前 驅 物 38 的 glucuronic acid 後 , 其 空 間 棒 很 快 的 斷 裂 而 釋 出 9-aminocamptothecin , 由 此 証 實 , 此 前 驅 藥 物 38 是 b-glucuronidase 的 最 佳 基 質 。 總 之 , 前 驅 藥 物 38 將 可 作 為 ADEPT 的 前 驅 藥 物, 去 作 進 一 步 的 動 物 試 驗 。
Glucuronide prodrugs of camptothecin for use in ADEPT (antibody-directed enzyme prodrug therapy) were synthesized. Compound 36 in which 10-hydroxycamptothecin was connected to a protected glucuronide group by an aromatic spacer through a carbonate linkage was unstable in human serum. Compound 36 is poorly suited for ADEPT because prodrug activation does not require b-glucuronidase. However, prodrug 24 may be useful as a readily-releaseable water-soluble formulation form of 10-hydroxycamptothecin, similar to CPT-11, which is converted to SN-38 by esterase in serum. Prodrug 38 in which 9-aminocamptothecin was connected to glucuronic acid by an aromatic spacer via a carbamate linkage, was stable in aqueous solutions and in human plasma. Prodrug 38 was stable in human plasma and displayed great increased water solubility compared to 9-aminocamptothecin. Prodrug 38 was 20-40 fold less toxic than 9-aminocamptothecin whereas its potassium salt 52 was 60-100 fold less toxic to human tumor cell lines. The simultaneous addition of b-glucuronidase and Prodrug 38 to tumor cells resulted in a cytotoxic effect equal to that of 9-aminocamptothecin alone. The spacer between 9-aminocamptothecin and glucuronic acid was spontaneously released after cleavage of glucuronidic acid by b-glucuronidase. Prodrug 38 was good candidates for use in ADEPT employing b-glucuronidase-antibody conjugate.
緒 論 1
第 一 節 、 喜 樹 鹼 之葡萄醛酸前 驅 物 之 合 成 16
壹 、 實 驗 設 計 16
貳 、 結 果 與 討 論 17
參 、 結 論 18
第 二 節 、 碳 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 安 定 性 評 估 19
壹 、 實 驗 設 計 19
貳 、 結 果 與 討 論 22
一 、 目 標 物 24 的 合 成 22
二 、 化 合 物 36 之 安 定 性 試 驗 29
參 、 結 論 31
第 三 節 、 胺 基 醯 甲 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 生 物 活 性 評 估 32
壹 、 實 驗 設 計 32
貳 、 結 果 與 討 論 34
一 、 目 標 物 38 的 合 成 34
二 、 前 驅 藥 物 的 溶 解 度 試 驗 44
三 、 前 驅 藥 物 的 安 定 性 試 驗 45
四 、 藥 物 的 細 胞 毒 殺 試 驗 47
五 、 前 驅 藥 物 藉 b-glucuronidase 活 化 試 驗 50
六 、 藥 物 之 脂 水 分 配 係 數 54
緒 論 1
第 一 節 、 喜 樹 鹼 之葡萄醛酸前 驅 物 之 合 成 16
壹 、 實 驗 設 計 16
貳 、 結 果 與 討 論 17
參 、 結 論 18
第 二 節 、 碳 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 安 定 性 評 估 19
壹 、 實 驗 設 計 19
貳 、 結 果 與 討 論 22
一 、 目 標 物 24 的 合 成 22
二 、 化 合 物 36 之 安 定 性 試 驗 29
參 、 結 論 31
第 三 節 、 胺 基 醯 甲 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 生 物 活 性 評 估 32
壹 、 實 驗 設 計 32
貳 、 結 果 與 討 論 34
一 、 目 標 物 38 的 合 成 34
二 、 前 驅 藥 物 的 溶 解 度 試 驗 44
三 、 前 驅 藥 物 的 安 定 性 試 驗 45
四 、 藥 物 的 細 胞 毒 殺 試 驗 47
五 、 前 驅 藥 物 藉 b-glucuronidase 活 化 試 驗 50
六 、 藥 物 之 脂 水 分 配 係 數 54
緒 論 1
第 一 節 、 喜 樹 鹼 之葡萄醛酸前 驅 物 之 合 成 16
壹 、 實 驗 設 計 16
貳 、 結 果 與 討 論 17
參 、 結 論 18
第 二 節 、 碳 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 安 定 性 評 估 19
壹 、 實 驗 設 計 19
貳 、 結 果 與 討 論 22
一 、 目 標 物 24 的 合 成 22
二 、 化 合 物 36 之 安 定 性 試 驗 29
參 、 結 論 31
第 三 節 、 胺 基 醯 甲 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 生 物 活 性 評 估 32
壹 、 實 驗 設 計 32
貳 、 結 果 與 討 論 34
一 、 目 標 物 38 的 合 成 34
二 、 前 驅 藥 物 的 溶 解 度 試 驗 44
三 、 前 驅 藥 物 的 安 定 性 試 驗 45
四 、 藥 物 的 細 胞 毒 殺 試 驗 47
五 、 前 驅 藥 物 藉 b-glucuronidase 活 化 試 驗 50
六 、 藥 物 之 脂 水 分 配 係 數 54
緒 論 1
第 一 節 、 喜 樹 鹼 之葡萄醛酸前 驅 物 之 合 成 16
壹 、 實 驗 設 計 16
貳 、 結 果 與 討 論 17
參 、 結 論 18
第 二 節 、 碳 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 安 定 性 評 估 19
壹 、 實 驗 設 計 19
貳 、 結 果 與 討 論 22
一 、 目 標 物 24 的 合 成 22
二 、 化 合 物 36 之 安 定 性 試 驗 29
參 、 結 論 31
第 三 節 、 胺 基 醯 甲 酸 鍵 連 結 喜 樹 鹼 與 葡 萄 糖 醛 酸 的 前 驅 物 之 合 成 與 生 物 活 性 評 估 32
壹 、 實 驗 設 計 32
貳 、 結 果 與 討 論 34
一 、 目 標 物 38 的 合 成 34
二 、 前 驅 藥 物 的 溶 解 度 試 驗 44
三 、 前 驅 藥 物 的 安 定 性 試 驗 45
四 、 藥 物 的 細 胞 毒 殺 試 驗 47
五 、 前 驅 藥 物 藉 b-glucuronidase 活 化 試 驗 50
六 、 藥 物 之 脂 水 分 配 係 數 54
七 、 藥 物 對 Topoisomerase I 的 抑 制 試 驗 56
參 、 結 論 58
總 結 59
實 驗 部 份 61
壹 、 化 合 物 的 合 成 方 法 61
一 、 重 要 儀 器 61
二 、 試 藥 來 源 61
三 、 合 成 方 法 63
貳 、 生 物 活 性 的 實 驗 方 法 74
一 、 溶 解 度 試 驗 74
二 、 安 定 性 試 驗 75
三 、 細 胞 毒 殺 試 驗 76
四 、 酵 素 水 解 試 驗 77
五 、 脂 水 分 配 係 數 78
參 考 文 獻
(1) Wall, M. E.; Wani, M. C.; Cook, C. E.; Palmar, K. H.; McPhail, A. T.; Sim, G. A. Plant Antitumor Agents I. The Isolation and Structure of Camptothecin, a Novel Alkaloidal Leukemia and Tumor Inhibitor from Acuminata. J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 3888-3890.
(2) Wall, M. E.; Wani, M. C.; Nicholas, A. W.; Manikumar, G.; Tele, C.; Moore, L.; Truesdale, A.; Leitner, P.; Besterman, J. M. Plant Antitumor Agents. 30. Synthesis and Structure Activity of Novel Camptothecin Analogs. J. Med. Chem. 1993, 36, 2689-2700.
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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