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肿瘤的转移和耐药是目前肿瘤临床治疗面临的两个巨大挑战,也是肿瘤患者死亡的主要原因。机制研究表明,核转录因子NF-κB信号传导与肿瘤发生和发展进程中基因过量表达相关,包括免疫应答、细胞存活、分化、增殖、侵袭和血管生成,NF-κB信号传导已成为抗肿瘤药物研发的热门靶标。基质金属蛋白酶(MMPs)是NF-κB的下游靶基因,已被证明与肿瘤的入侵和转移有着紧密联系。本论文在已取得的初步研究成果之上,选取具有良好抗肿瘤活性和多信号通路作用机制的脱氢松香酸二萜和熊果酸、积雪草酸等五环三萜类化合物进行结构优化,以研发靶向NF-κB/MMPs的新型、高效和特异性抗肿瘤药物。(1)合成了系列脱氢松香酸磺胺二肽衍生物(30个化合物)作为潜在的MMPs抑制剂,检测其对细胞迁移能力的影响。这些化合物对MMP具有相对良好的抑制活性,其中MMP-3的抑制活性优于MMP-8和MMP-9。分子对接研究揭示活性最好的化合物8k其磺酰胺部分和二肽基团与MMP-3活性位点中的关键氨基酸残基形成多个氢键,从而起到增强抑制MMP活性的作用。体外抗肿瘤活性筛选显示部分该类化合物展现出比临床抗癌药5-FU更好的抑制活性。特别是化合物8k对HepG2细胞显示出最佳的抑制活性,IC50=4.2±1.1μM。划痕实验证明化合物8k能抑制HepG2细胞的迁移并以剂量依赖性方式诱导Hep G2细胞凋亡。此外,细胞周期分析表明化合物8k阻滞HepG2细胞生长停滞于G1期。(2)合成了系列脱氢松香酸硫脲双磷酸酯衍生物(11个化合物),并研究了目标化合物对SK-OV-3、BEL-7404、A549、HCT-116和NCI-H460等肿瘤细胞系的生长抑制活性。特别是,化合物6e(IC50=1.79±0.43 μM)对SK-OV-3细胞系表现出最佳的抗肿瘤活性。在该细胞系中通过annexinV-FITC/PI双染、诱导ROS产生,线粒体膜电位的去极化,激活caspase以及促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白的表达研究其作为细胞凋亡诱导剂的作用。提高ROS的水平,激活caspase-3、caspase-8、caspase-9和Fas,增加Bax的表达,降低Bcl-2的表达,提升B ax/Bcl-2比率证明6e通过线粒体途径和死亡受体途径诱导细胞凋亡。此外,细胞周期分析表明,化合物6e引起细胞周期停滞在G1期。此外,分子对接研究表明6e可以与CDK2的ATP 口袋结合。(3)合成了系列侧链功能化的苯胺熊果酸衍生物(27个化合物)作为潜在的NF-κB抑制剂,并评价其NF-κB抑制活性及其抗肿瘤活性。体外活性测试表明目标化合物对NCI-H460细胞中TNF-α诱导的NF-κB表现出显著的抑制活性,IC50值在微摩尔浓度范围内。构效关系分析揭示侧链为小和强吸电子的基团时能增加NF-κB的失活,而且C-3位乙酰基对NF-κB抑制活性有一定的影响。分子对接研究进一步证明化合物5Y8的侧链二甲基丙胺与NF-κB形成氢键,说明C-28位小基团及强亲电子的功能化侧链是改善活性的重要因素。特别地,化合物5Y8对NCI-H460细胞表现出最优抗增殖活性(IC50=3.08±0.70 μM),而且强于HCPT。此外,所选化合物可有效逆转耐阿霉素肿瘤细胞的多药耐药性,这至少部分地通过阻断NF-κB信号传导途径和诱导细胞凋亡实现。分子作用机制研究表明,代表性化合物5Y8可能通过阻断NF-κB信号通路而抑制NCI-H460细胞增殖并诱导细胞凋亡。同时,细胞周期分析表明化合物5Y8使NCI-H460细胞生长停滞在G1期。(4)合成了系列1,2,3-三唑积雪草酸衍生物(20个化合物)作为NF-κB抑制剂。通过基于细胞的荧光素酶法确定化合物6k对TNF-α诱导的NF-κB活化具有显著的抑制活性,IC50值在较低微摩尔范围内。分子对接研究揭示了 6k和NF-κB间的相互作用模式,其中1,2,3-三唑部分和积雪草酸骨架的羟基与NF-κB的关键氨基酸残基通过多个氢键形成网络结构。表面等离子共振分析验证了化合物6k与NF-κB蛋白间具有较强结合亲和力,平衡解离常数值为0.36μM。深入的作用机制研究表明,化合物6k显著抑制NF-κB/DNA的结合,NF-κB的核转移和IκBα的磷酸化。体外抗肿瘤活性筛选表明化合物6k对A549细胞显示出最优的活性(IC50=2.67±0.06 μM),但弱于DOX的抑制活性。通过流式细胞术和AO/EB染色实验证实化合物6k能诱导A549细胞凋亡。此外,transwell迁移试验表明化合物6k阻断NF-κB信号通路从而抑制体外细胞迁移。本文合成了四个系列共88个化合物,机制研究表明代表性化合物能通过靶向NF-κB或MMPs而抑制肿瘤细胞迁移、逆转肿瘤耐药,这为进一步开发高效的抗肿瘤松香二萜和五环三萜类衍生物提供一定的研究基础。