大量研究表明,炎症介质在肿瘤的诱发中起到举足轻重的作用。一些炎症介质如趋化因子,细胞因子和生长因子长期处于激活状态,通过调节肿瘤微环境导致肿瘤增殖,由此推测炎症通过与癌症之间的某种联系而导致癌症。炎症介质主要是通过花生四烯酸代谢产生的,而花生四烯酸主要有两条代谢通道,COX通路和LOX通路。它们的关键酶分别是COX-2和5-LOX。故而靶向这些关键酶来开发新型抗肿瘤药物可能会成为一个好策略。以COX-2、5-LOX为靶点的药物设计一直是我们实验室的重要研究课题之一。香豆素衍生物是一类具有生物活性的化合物,如抗肿瘤、抗菌(大肠埃希菌)、抗真菌和抗凝血作用等。大量研究表明,香豆素衍生物表现出明显的5-LOX抑制作用。近年来越来越多的研究人员将取代香豆素作为抗肿瘤药物小分子的先导化合物。此外二氢吡唑环通常被设计为以COX-2为靶点的抗肿瘤药物药效团。为了获得新型的COX-2和5-LOX双重抑制剂,我们结合本课题组之前的研究基础,设计了一系列含有取代香豆素的二氢吡唑衍生物化合物,运用计算机辅助药物设计筛选出并合成了 20种化合物,且全部为首次合成。通过1H NMR、13C NMR、ESI-MS等手段进行了化学结构表征,并对其熔点和产率进行了测定,表征数据显示全部吻合实验设计结构。我们随后对目标化合物进行了体外对COX-2和5-LOX的选择性抑制活性测试,并通过MTT法评估了对人结肠癌细胞(HT29)、人子宫颈癌细胞(Hela)、人非小细胞肺癌(A549)和人肝癌细胞(SMMC-7721)的抗肿瘤细胞增殖活性。结果显示,大部分化合物表现出了良好的选择性抑制COX-2、5-LOX蛋白的能力和抗癌细胞增殖活性。化合物11g抑制COX-2和5-LOX的能力最强,IC50分别达到 0.23±0.16μM,和 0.87±0.07μM,其对 A549 的 IC50 为 4.48±0.57μM,优于市售COX-2抑制剂塞来昔布(对COX-2的IC50为0.41±0.28 μM,对A549的 IC50 为 7.68 ± 0.55 μM)和 5-LOX 抑制剂齐留通(对 5-LOX 的 IC50=1.35±0.24μM)。进一步的实验证实,化合物11g能够诱导人非小细胞肺癌A549细胞凋亡,并在G2期阻滞细胞周期,且随着剂量增多效果加强。运用计算机模拟分子对接模型分析化合物11g和COX-2(1CX2.pdb)和5-LOX(3V99.pdb)可能的结合方式,研究表明化合物11g作为潜在的抗肿瘤药表现出的COX-2和5-LOX抑制活性和抗肿瘤能力得益于其与靶蛋白结合位点结合紧密。基于以上实验结果,以化合物11g为代表的该系列20个化合物作为靶向COX-2和5-LOX蛋白的小分子抑制剂,具有良好的抗肿瘤活性,继续开发有望成为新型抗肿瘤药物。本课题的研究有助于新型COX-2和5-LOX双重抑制剂开发从而对癌症治疗剂提供指导作用。