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研究背景:非小细胞肺癌作为临床上最常见的肺癌类型,在肺癌中占比近85%。研究发现,醌氧化还原酶（NQO1）在多种恶性肿瘤细胞中呈高表达状态,并依赖辅酶NAD（P）H催化一系列醌类化合物还原为氢醌,具有独特的生物活化醌类化合物的特性,可作为抗肿瘤药物研究的一个潜在性分子治疗靶点。3-甲基吲哚醌靶向激活型前药以3-甲基吲哚醌作为NQO1酶的良好底物,能够在细胞内被NQO1酶专性催化,继而发挥抗肿瘤活性,杀伤癌细胞。我国作为中药资源大国,许多中药活性小分子都显现出较好的抗肿瘤活性。其中,吴茱萸碱作为中药吴茱萸的主要生物碱成分之一,在抗肿瘤方面已取得较大进展,不仅对其作用机制也进行了初步探讨,也通过结构修饰和改造研究,合成了一系列毒副作用更小、活性更高的活性衍生物,其中以10-羟基吴茱萸碱活性最佳。研究目的:本文通过一系列化学合成步骤,合成具有NQO1靶向的吲哚醌类吴茱萸碱衍生物,并依据药物设计拼合原理,以吲哚醌小分子作为中间连接基团,得到羟基吴茱萸碱与厄洛替尼拼合药物,结合体外活性评价方法,初步研究其抗肿瘤作用机制,为羟基吴茱萸碱的进一步开发和应用提供参考,并探讨吲哚醌类吴茱萸碱靶向性前药是否能够有效逆转PC-9/GR对吉非替尼的耐药性及其作用机制。研究方法:通过酯化缩合,获得具有NQO1靶向的吲哚醌类吴茱萸碱衍生物,进一步通过点击反应将羟基吴茱萸碱与厄洛替尼拼合得到同时包含两种药物的拼合药物,利用~1H-NMR、13C-NMR及ESI-MS确定结构的准确性,MTT法评价所合成目标化合物对非小细胞肺癌的抗肿瘤活性,流式细胞仪初步探讨优势衍生物的抗肿瘤机制,Western blot法检测通路蛋白、凋亡蛋白及耐药相关蛋白的表达情况。研究结果:（1）选用NQO1的良好底物3-甲基吲哚醌分子与10-羟基吴茱萸碱相连,并以二元羧酸为连接键,设计合成一系列具有NQO1靶向的吲哚醌类吴茱萸碱衍生物,所得化合物~1H-NMR、13C-NMR、ESI-MS等分析手段进行表征确认,并对其进行了细胞毒性实验,发现在羟基吴茱萸碱上引入吲哚醌母核后,化合物9a、9b可明显改善其抗肿瘤活性;随后,选择化合物9b为优势衍生物,在NQO1抑制剂双香豆素存在下,化合物9b对NQO1高表达的A549细胞抗增殖活性降低,说明NQO1参与了吲哚醌类化合物的生活还原活化过程,且与抗增殖活性密切相关;采用HPLC进行前药的释放研究,发现在加入NQO1酶后前药释放量增加,进一步说明了NQO1酶参与了化合物的生物还原活化;同时,通过流式细胞仪检测了化合物9b对H358细胞的凋亡影响,发现其能够诱导细胞凋亡;Western blot法检测化合物9b对H358细胞信号通路相关蛋白表达的影响,结果表明化合物9b诱导细胞凋亡与线粒体途径有关,并影响（PI3K）/Akt/m TOR和（MAPK）/ERK/m TOR信号通路;最后通过计算机模拟化合物与蛋白的结合情况,结果表明所合成化合物能够与NQO1蛋白通过氢键稳定结合。（2）利用拼合药物设计原理,以吲哚醌小分子作为中间连接基团,将羟基吴茱萸碱和厄洛替尼进行拼接,设计、合成羟基吴茱萸碱与厄洛替尼拼合药物化合物13,经~1H-NMR、13C-NMR、ESI-MS表征结构正确;抗肿瘤活性评价结果显示,化合物13对于NQO1过表达的A549、H460、PC-9及其耐药株PC-9/GR四种非小细胞肺癌细胞都具有一定的抗增殖活性;将化合物13与NQO1抑制剂双香豆素共培养,共培养后的细胞对化合物13的敏感性降低,证明其抗增殖活性与NQO1酶密切相关;进一步的作用机制研究表明,化合物13可促进细胞周期阻滞于G0/G1期,诱导凋亡;在诱导细胞凋亡方面,能够下调Bcl-2/Bax比值,并促进caspase-3、caspase-9和P53的表达增加。（3）将不同浓度的化合物9b作用于PC-9及其耐药株PC-9/GR细胞,研究其对PC-9/GR细胞的耐药逆转作用。体外抗肿瘤试验表明化合物9b对PC-9及其耐药株PC-9/GR均表现出优异的抑制活性,在耐药细胞PC-9/GR中还显示出一定的逆转吉非替尼耐药的能力,并呈剂量依赖方式促进PC-9/GR细胞的凋亡,阻滞细胞周期于S期;进一步耐药机制研究表明,其通过降低耐药相关蛋白P-gp、MDR及ABCG2的表达来逆转耐药。研究结论:（1）吲哚醌类吴茱萸碱靶向性前药9b能够被NQO1特异性激活,抑制细胞增殖,诱导凋亡,提高了羟基吴茱萸碱的靶向性;体外抗肿瘤机制研究表明,（PI3K）/Akt/m TOR和（MAPK）/ERK/m TOR通路可能参与了靶向性前药9b于体外杀伤非小细胞肺癌细胞的分子作用途径。（2）以吲哚醌小分子作为中间连接基团的羟基吴茱萸碱和厄洛替尼拼合药物13对非小细胞肺癌细胞都具有一定的抗增殖活性,能够阻滞细胞周期,并通过线粒体途径和caspase依赖途径诱导非小细胞肺癌细胞凋亡增加。（3）靶向性前药9b可以逆转PC-9/GR细胞对吉非替尼耐药,其可能与耐药相关蛋白P-gp、MDR及ABCG2的表达下调有关。