恶性肿瘤已成为危害人类生命与健康的重大疾病之一。近些年,随着对肿瘤发生、发展的分子生物学机制研究的不断深入,越来越多的肿瘤靶向药物被广泛应用于临床,显示了良好的应用前景。　　 G-四链体是由富含鸟嘌呤的DNA单链通过碱基间氢键,与自身或其他链上的鸟嘌呤形成的特殊DNA二级结构。研究表明,在人体内约有37万可形成G四链体的基因序列,其形成、解离以及结构间的转变与人体内许多重要的生理功能密切相关。其作为重大疾病的新型靶点,已经受到越来越广泛的关注,是近十年来最重要和最热门的生物靶标之一。G-四链体的小分子配体在肿瘤治疗方面有着广阔的应用前景。目前已有两个以G-四链体为靶点的抗肿瘤药物(CX-3543和AS1411)获得了美国国家药品食品管理局批准,进入临床二期试验。　　 本论文以人体端粒DNAG-四链体结构为靶点,从中草药数据库中筛选得到了一种具有优异抗肿瘤活性和低毒副作用的抗肿瘤候选药物T-003并对其抗肿瘤作用机理进行深入研究。在此基础上我们设计并合成了系列衍生物,对系列化合物进行了抗肿瘤活性及抗肿瘤机理探讨。另外,基于G-四链体的结构特点,我们合成了一种新型的剪刀形G-四链体配体,并对其与G-四链体之间的结合模式、对端粒酶活性以及对肿瘤细胞增殖的抑制作用进行了深入探讨。本论文的主要研究结果如下:　　 1.高活性、低毒性抗肿瘤候选药物的获取　　 利用计算机虚拟筛选技术,我们从中草药三维数据库中筛选得到了176种具有潜在抗肿瘤活性的先导化合物。经裸鼠体内抗肿瘤活性和小鼠急性毒性实验评价,我们得到了一种在体内具有很高抗肿瘤活性和低毒副作用的抗非小细胞肺癌候选药物T-003。实验结果表明,T-003对肿瘤的相对增殖率(T/C)低于60%,瘤重抑制率可达80.53%,口服半数致死量(LD50)大于5000mg/kg。上述系列成果我们已申请中国和国际专利。　　 2.抗非小细胞肺癌候选药物T-003抗肿瘤分子机理的研究　　 通过开展T-003对肿瘤细胞凋亡通路上重要靶点(Bcl-2、Bax和Caspase-3)和肿瘤新生血管靶点(VEGF和PTK)调控作用的研究,我们发现T-003虽然可以调节肿瘤细胞Bcl-2/Bax的比值,但无法激活Caspase-3蛋白的活性,并且对于肿瘤细胞VEGF的表达和PTK的活性均无抑制作用。T-003在体外对肿瘤细胞的增殖并无抑制效果。通过对T-003代谢产物进行深入研究,我们发现T-003可以通过体内代谢的方式产生活性产物。代谢产物可以抑制肿瘤细胞VEGF的表达和PTK的活性,通过抑制肿瘤新生血管的生成,达到抑制肿瘤生长的目的。　　 3.抗非小细胞肺癌候选药物T-003系列衍生物的合成及活性研究　　 以抗肿瘤候选药物T-003为出发点,设计并合成了T-003系列季铵盐类衍生物。体外抗肿瘤活性及初步抗肿瘤机理研究结果表明,T-003的衍生物之一:T-003-5,对多种肿瘤细胞株(人非小细胞肺癌A549细胞株、KB人鼻咽癌细胞株和HL-60人白血病细胞株)的增殖均具有明显抑制作用,而且其对肿瘤细胞PTK的活性具有很好抑制效果。该工作现已经得到国家自然科学基金的支持,项目批准号:81072576。　　 4.新型非平面剪刀形G-四链体配体的研究　　 根据G-四链体的结构特点,我们设计并合成了一种全新结构的非平面剪刀形G-四链体配体(NPA),并对该化合物与G-四链体靶分子之间的结合模式、对肿瘤细胞端粒酶的抑制作用和对肿瘤细胞增殖的抑制作用均进行了深入研究。研究结果表明,NPA分子的两条侧链可以很好地与G-四链体的侧沟相匹配,以4:1的比例与G-四链体形成复合物。NPA对于肿瘤细胞的端粒酶活性以及肿瘤细胞的生长均具有优异的抑制作用。这可能源于NPA分子结构的两个组成部分(联萘酚和醚链)在稳定G-四链体结构以及对肿瘤细胞增殖抑制作用上的协同作用。该部分工作已发表在《Biochemistry》。