目的:恶性肿瘤是当今世界危及人类生命安全的重大疾病之一。目前针对分子靶向药物的研究已经成为药物开发的热点,这些药物有望获得更好的疗效和更低的毒副作用。喹唑啉类化合物是一类具有良好生物活性的含氮杂环化合物,具有多种生物活性,如抗炎、抑菌、抗人类免疫缺陷病毒(HIV)和抗癌等作用。本课题基于前期研究中发现的一个4-氨基喹唑啉类PI3Kα选择性抑制剂6b,结合骨架联合策略设计合成了一系列6-(咪唑并[1,2-a]吡啶-6-基)喹唑啉衍生物并对其进行了初步的活性研究。以期发现安全有效且理化性质好的新型抗肿瘤先导化合物。方法:主要研究方法:1.基于前期研究合成的PI3Kα抑制剂6b,根据结构活性关系分析,其中化合物6b的4-氨基喹唑啉结构为抑制PI3Kα活性的关键药效团。因此,我们确定该药效团作为目标化合物的基本骨架之一。研究表明,咪唑并[1,2-a]吡啶是PI3Kα抑制剂HS-173的关键药效基团,基于骨架联合策略,我们通过铃木偶联反应将其引入到4-氨基喹唑啉的C~6位,并对其进行结构修饰,探讨其构效关系。2.借助~1H-NMR、~(13)C-NMR、~(19)F-NMR、和HR-MS对所有化合物的分子结构进行表征鉴定。3.采用噻唑蓝法(MTT),测试对各种癌细胞系的IC_(50)值,包括HCC827(人非小细胞肺癌细胞)、A549(人非小细胞肺癌细胞)、SH-SY5Y(人神经母细胞瘤细胞)、HEL(人红白细胞白血病细胞)和MCF-7(人乳腺癌细胞)。4.通过MOE(Molecular Operating Environment)进行分子对接模拟。5.通过ADP-Glo ~(TM)Max Assay检测激酶活性。6.利用流式细胞术验证目标化合物的周期、凋亡。7.用免疫印迹法,验证目标化合物对PI3K信号通路、其它靶蛋白通路以及细胞周期凋亡的影响。8.利用3D细胞培养法分析化合物长期的疗效。结果:合成了一系列6-(咪唑并[1,2-a]吡啶-6-基)喹唑啉类化合物共32个,其中21个为含酯基取代的衍生物10a-u,11个为含酰胺取代基的衍生物13a-k。抗Zn biofortification增殖活性测试结果表明大部分化Baf-A1采购合物具有较好的增殖抑制作用。如化合物10b、10s、13a、13f、13k等对HCC827细胞的IC_(50)值均小于1μM,尤其是化合物13k对HCC827细胞的IC_(50)值达到0.09μM,并且13k以时间依赖的方式抑制了HCC827细胞的增殖。此外,13k对测试的另外四种肿瘤细胞系均显示出很好的抑制活性,其IC_(50)值为0.18-0.43μM,同时对正常细胞MRC-5(人胚肺成纤维细胞)的IC_(50)为1.98μM,表明该化合物对肿瘤细胞具有一定的选择性。分子对接模拟表明化合物13k可以与其靶蛋白PI3Kα的ATP结合口袋稳定结合。此外,13k通过有效抑制PI3Kα的激酶活性(IC_(50)值为1.94 n M)诱导HCC827细胞出现G2/M期阻滞,并最终诱导其凋亡。免疫印迹分析表明化合物13k抑制PI3K及其下游的AKT/MAPK信号通路,此外,我们还发现化合物13k能够降低BRD4及其相关下游蛋白c-Myc和多种RTKs(如Er BB2和c-Met)的蛋白水平及其磷酸化水平。化合物13k处理后的细胞中,相关周期蛋白cyclin B1、CDK1、p-CHK1被发现呈计量依赖性降低,相关凋亡蛋白cl-caspase9与cl-PARP也相应上调。结论:本论文设计,合成了一系列6-(咪唑并[1,2-a]吡啶-6-基Smoothened Agonist抑制剂)喹唑啉衍生物,具有很好的抗肿瘤活性。通过初步的活性研究发现化合物13k可通过抑制PI3K和BRD4的信号通路进一步抑制细胞增殖和促进细胞凋亡。为设计和开发新的靶向抗肿瘤药物提供了先导化合物。