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目的:丙卡巴肼（Pcb）临床上主要用于治疗恶性淋巴瘤、肺癌、黑色素瘤等,但具有胃肠道紊乱、骨髓抑制以及生殖系统损伤等副作用,这些缺点限制了它在临床上的应用。为了降低Pcb的毒副作用,增强其药效,根据酶激活式抗肿瘤前药的设计理论,拟设计合成靶向成纤维细胞激活蛋白α（Fibroblast activation protein-α,FAPα）的丙卡巴肼抗肿瘤前体药物,并对其化学性质、抗肿瘤药效和毒性进行研究。同时基于酚类化合物在酪氨酸酶作用下加快肼类化合物的脱氢氧化的实验事实,进一步探究Pcb与N-乙酰-L-酪氨酸（NAT）联合用药后抗肿瘤增效作用和初步机制,为研发基于Pcb的抗肿瘤新药奠定科学基础。方法:1、抗肿瘤前体药物的合成:以4-甲基苯甲醛为起始原料,经过酰胺化、溴代氧化和还原氨化三步反应得到母体药物丙卡巴肼;以甘氨酸为起始原料,经过苄氧羰基保护、氨基酸缩合和酯水解反应三步反应得到FAPα特异性靶向物Z-GP-OH;最后利用缩合反应将母体药物和特异性靶向物键接,得到目标产物Z-GP-Pcb。2、利用HPLC技术作为分析手段,建立Z-GP-Pcb、Pcb的标准曲线,并对前体药物的酶解速率,溶解度,稳定性,油水分布系数进行研究。3、建立细胞MTT测试方法,研究Pcb、Z-GP-Pcb对人肺癌细胞NCI-H460、人肝细胞系HL-7702和人胚肾细胞HEK293T以及Pcb/NAT联合用药组对鼠源黑色素瘤细胞B16/F10的细胞毒性进行研究。4、利用鼠源肝癌细胞H22和鼠源黑色素瘤细胞B16/F10建立小鼠肿瘤模型,对Z-GP-Pcb在体内的抗肿瘤药效、毒性、靶向分布等;以及Pcb/NAT联合用药组在体内的抗肿瘤药效、毒性以及增效机制进行探究。5、利用流式细胞仪分别研究Pcb和Pcb/NAT联合用药组对鼠源黑色素瘤细胞B16/F10的凋亡、周期和线粒体膜电位的影响,并通过Western blot实验检测与凋亡相关蛋白及机制相关蛋白的表达水平。结果:1、以高效、简洁的七步合成路线,成功合成了靶向FAPα酶的丙卡巴肼抗肿瘤前体药物——Z-GP-Pcb,共获得中间体化合物6个,目标化合物1个,总收率:20.8%,所有化合物均经ESI-HRMS、1H NMR、13C NMR等确定结构。2、Z-GP-Pcb可以在rh FAPα酶的作用下,释放出Pcb,发挥抗肿瘤活性作用;并且Z-GP-Pcb在各种环境下,保持良好的稳定性,其油水分布系数为1.3402。3、Pcb对于人肺癌细胞NCI-H460的IC50值为27.2±3.5μM,在FAPα酶不存在时,Z-GP-Pcb基本不具有细胞毒性;在FAPα酶存在时,Z-GP-Pcb的IC50与Pcb相当。Pcb对于鼠源黑色素瘤细胞B16/F10的IC50值为31.88±1.12μM,而当Pcb/NAT联合用药时,对B16/F10的细胞毒性大大增加,IC50值下降为14.21±1.08μM。此外,Z-GP-Pcb相比较Pcb,其对于人胚肝细胞HL-7702和人胚肾细胞HEK293T具有较小的毒性。4、在小鼠荷瘤模型中,Z-GP-Pcb显示与Pcb相当的抑瘤活性,但Z-GP-Pcb具有较小的骨髓抑制活性和生殖毒性,并且相对于Pcb,Z-GP-Pcb在肿瘤组织中具有更高的蓄积量。5、与Pcb相比,Pcb/NAT联合用药组具有更好的抑制鼠源黑色素瘤细胞B16/F10增殖活性,并且两者表现出良好的协同作用。此外Pcb/NAT联合用药组对B16/F10的凋亡、周期和线粒体膜电位等具有更加明显的影响;其作用机制是通过Tyr和GAPDH增强甲基自由基或者芳基自由基的释放、并通过p53、Bcl-2/Bax等促凋亡蛋白促进肿瘤细胞的凋亡。结论:在细胞水平上,前体药物Z-GP-Pcb在rh FAPα酶存在下与母体药物Pcb具有相当的抗肿瘤活性;在H22和B16荷瘤小鼠模型上,腹腔注射方式下,它的药效与Pcb相当,但与Pcb相比,生殖毒性和骨髓毒性大大降低。Pcb在与NAT联合用药后,增强了对B16细胞增殖的抑制活性,并强化对细胞凋亡、周期、线粒体膜电位等的影响,其作用机制是通过Tyr和GAPDH增强甲基自由基或者芳基自由基的释放、并通过p53、Bcl-2/Bax等促凋亡蛋白促进肿瘤细胞的凋亡。