化合物活性筛选方法之抑制 DNA 拓扑异构酶活性

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在抗肿瘤药物研发中，随着对肿瘤发生发展机制研究的不断深入，以肿瘤发生发展过程中的相关酶、受体等为作用靶点，可以进行抗癌化合物活性筛选研究。通过化合物活性筛选从大量化合物中挑选出一些苗头化合物，可加快新药研发速度。有学者研究发现，肿瘤细胞中的 DNA 拓扑异构酶表现出不受其他因素影响的高水平表达， 因此， 抑制 DNA 拓扑异构酶的活性能够阻止肿瘤细胞的快速增殖。目前，抑制 DNA 拓扑异构酶是筛选具有抗肿瘤活性的化合物的一种方法，而且基于此方法已经筛选出一些新的具有潜在抗癌活性的化合物。

DNA 拓扑异构酶是目前抗肿瘤药物的一个重要作用靶点，其可以通过断开和连接DNA 主链的磷酸二酯键，直接参与到细胞的DNA 复制、转录和翻译等一系列重要的生命过程中去，当这类酶被药物抑制或损伤后，会妨碍胞内的核酸代谢，发生分裂周期阻滞，并最终导致细胞凋亡，从而获得抗肿瘤效果。根据其作用机制及生物结构不同，可以将其分为DNA 拓扑异构酶I(TopoI)和 DNA 拓扑异构酶II(TopoII)两大类。在抗肿瘤化合物活性筛选研究中，可以以DNA 拓扑异构酶为靶点，来筛选抗癌药物。

进行化合物活性筛选，从候选化合物中发现和选择具有药物活性的新化合物，是现代药物开发流程中的一个重要环节。如有研究者发现以TopⅠ酶为抗肿瘤活性靶点，采用亲和超滤质谱技术对药用植物石蒜和鼠李中的活性成分进行快速筛选和鉴别分析，进一步夯实亲了超滤质谱技术基础，并为推进此两种药用植物更科学的应用开发提供理论依据，研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

化合物活性筛选属于药物化学研究， 美迪西可以为客户提供涵盖各种靶标和疾病领域的新药研发外包服务，包括从活性化合物发现，靶标验证，先导化合物优化到临床前候选药物的选择。

还有研究者研究化合物Mirabijalone-B(MB)的抗肿瘤活性及对DNA拓扑异构酶(TOPO)活性的影响，研究者 以5株人肿瘤细胞株为模型，采用改良MTT法检测化合物MB的体外抗肿瘤活性；以质粒pBR322超螺旋DNA为底物，采用凝胶电泳分别检测MB对TOPOⅠ、Ⅱ介导的pBR322 DNA解旋反应的影响。该研究发现化合物MB体外明显抑制人肿瘤细胞的生长增殖， 对DNA TOPO尤其是TOPOⅡ活性的抑制可能是其抗肿瘤作用的机制之一[1]。

以拓扑异构酶为靶点进行抗肿瘤化合物活性筛选，筛选出一些有潜在抗癌活性的先导化合物，并可以为候选的先导化合物的优化提供丰富的信息。有研究者设计并合成新型喹啉类化合物，并研究其体外抗肿瘤细胞增殖和对拓扑异构酶的抑制活性[2]。研究者以苯胺、乙酰乙酸乙酯、溴化苄、芳香酮为原料，经过Conrad-Limpach合成、Williamson合成、氧化、羟醛缩合等反应合成一系列目标化合物。采用MTr法测试目标化合物体外对人肝癌细胞HepG2、肺癌细胞A549、前列腺癌细胞LNCaP的抗增殖活性；通过拓扑异构酶介导的DNA松散实验考察目标化合物对拓扑异构酶的抑制活性。

该研究者合成了30个未见文献报道的新型喹啉类化合物，其结构经1 H-NMR、13 C-NMR、MS谱确证；化合物Ⅱ1在50 μmol·L-时对拓扑异构酶Ⅱ具有较强的抑制活性；大部分目标化合物对所测试的3种肿瘤细胞表现出较强的细胞毒活性。构效关系研究表明，取代基对化合物的抗增殖活性具有较大的影响，在苄基的对位引入氟原子化合物的活性最好。

除了上文中所说的通过抑制 DNA 拓扑异构酶的活性来筛选化合物，还可以通过抗有丝分裂、抑制生长调节及信号传导途径、钙离子通道阻滞剂等方法来进行筛选，而且有文章指出这些方法特别适用于天然抗癌先导化合物的跟踪分离筛选。总之医药研发博大精深，自己在未来还需要通过多学习来了解更多的抗肿瘤药物研发方法和技术。

[1] Mirabijalone-B的抗肿瘤效应及对DNA拓扑异构酶的影响[J].

[2] 含α，β-烯酮片段的喹啉类化合物的合成及抗肿瘤活性[J].

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