新型喹唑啉类似物的发现：这些类似物作为微管蛋白抑制剂，能够靶向秋水仙碱结合位点，从而与PD-L1抑制剂联合使用，实现强效的抗肿瘤治疗效果

《Bioorganic Chemistry》：Discovery of novel quinazoline analogs as tubulin inhibitors targeting the colchicine binding site for potent antitumor therapy in combination with PD-L1 inhibitors

微管靶向抗肿瘤新药开发：基于喹诺酮类衍生物的合成与机制研究，设计合成了新型微管结合位点抑制剂，其中化合物4a在四类癌细胞中IC50达52nM，优于秋水仙碱59nM，可克服紫杉醇耐药性，诱导克隆生存率下降，抑制微管动态平衡，激活凋亡通路，抑制细胞运动，体内实验显示10mg/kg剂量抑瘤率达69.25%，与PD-L1抑制剂NP19联用增效至85.20%。

　　

作者：任一昌、周松文、徐成龙、谭家敏、杨希祥、杨子超、彭晓鹏、刘瑾、陈建军

南方医科大学药学院药物代谢研究与评价国家重点实验室、广东省新药筛选重点实验室以及粤港澳新药筛选联合实验室，中国广州510515

摘要

本文合理设计并合成了一类新的喹唑啉类似物作为秋水仙碱结合位点抑制剂，表现出强大的抗癌活性。化合物4a在四种癌细胞中的效果最为显著，其平均IC₅₀值为52 nM，略优于秋水仙碱（IC₅₀ = 59 nM），并且能够克服与紫杉醇相关的药物耐药性。此外，4a处理显著抑制了HepG-2细胞的克隆存活能力。机制研究表明，4a在体外强烈抑制微管聚合，并显著扰乱了微管动态。分子对接分析表明4a与微管上的秋水仙碱结合位点具有高亲和力。暴露于4a还会导致G2/M期停滞并激活细胞凋亡。同时，4a以浓度依赖的方式抑制癌细胞迁移。在体内实验中，4a（10 mg/kg）显示出显著的肿瘤抑制作用，TGI值达到69.25%。4a与NP19（一种PD-L1阻断剂）联合使用后，表现出明显的协同抗肿瘤效果（TGI 85.20%）。总体而言，4a是一个值得进一步研究的候选化合物。

引言

微管是由α/β-微管蛋白异二聚体组成的中空聚合物，是多种恶性肿瘤中公认的化疗靶点。这些细胞骨架纤维通过可逆地聚合和解聚来调控细胞运动、细胞内运输、有丝分裂和信号传导等关键过程[[1], [2], [3]]。破坏恶性细胞中的微管动态是开发抗有丝分裂疗法的常用策略，例如微管靶向剂（MTAs）[4]。MTAs通常结合在微管的七个不同位点之一：紫杉烷类[6,7]、劳米利德/佩卢罗西德-A[8,9]、长春碱类[10,11]、美坦辛[12]、皮罗内汀[13,14]、加托布尔林-1[15]或秋水仙碱结合位点[16,17]。根据作用机制，MTAs可分为两类：微管稳定剂（紫杉烷类和埃波替隆类）和微管不稳定剂（长春碱类和秋水仙碱[18]。临床批准的紫杉烷类和长春碱类药物在多种恶性肿瘤中显示出疗效，但其临床应用受到水溶性差、剂量限制毒性以及多重耐药性逐渐发展的限制[[19], [20], [21]]。秋水仙碱结合位点抑制剂（CBSIs）通过化学结构简化、避免P-糖蛋白外排以及更好的药代动力学特性，规避了这些缺点[[22], [23], [24]]。尽管目前尚无CBSIs获得临床批准，但BNC-105p、CA-4P、AVE8062和VERU-111等化合物正在结肠癌、肺癌和前列腺癌的临床试验中积极探索。

在过去十年中，出现了许多CBSIs，包括我们的ABI[25]和相关ABP[26]骨架（图1），它们在体外表现出纳摩尔级的抗增殖活性，并在体内显著抑制肿瘤生长。然而，B环和C环之间的酮连接基团（图1）在肝脏微粒体中迅速被代谢，这是一个明显的代谢弱点。我们之前通过将羰基嵌入吡唑骨架中生成了吲唑衍生的CBSIs（图1），从而显著提高了代谢稳定性[27]。在此基础上，我们将羰基引入六元嘧啶结构中，制备了喹唑啉类似物（图1），因为许多现有的微管抑制剂都含有喹唑啉结构[[28], [29], [30], [31], [32], [33], [34]]（图2），以评估B环修饰的耐受性。本研究详细介绍了这些创新喹唑啉类似物的合理设计、多步骤合成及全面的生物学评估，旨在利用它们占据微管的秋水仙碱结合位点以实现抗癌作用。

化学部分

化合物4a–y的制备过程见图1。化合物1（6-溴喹唑啉-4(3H)-酮类似物）通过与适当的芳基硼酸进行Suzuki反应生成中间体2（6-芳基喹唑啉-4(3H)-酮类似物）。随后，中间体2的羰基氧原子在回流条件下用POCl₃氯化，得到中间体3（4-氯-6-芳基喹唑啉类似物）。最后，中间体3在Suzuki条件下与多种芳基硼酸反应，得到最终产物。

结论

总之，本文合理设计并合成了一类新的喹唑啉类似物作为秋水仙碱结合位点抑制剂，表现出强大的抗癌活性。化合物4a在四种癌细胞中的效果最为显著，其平均IC₅₀值为52 nM，略优于秋水仙碱（IC₅₀ = 59 nM），并且能够克服与紫杉醇相关的药物耐药性。此外，4a处理显著抑制了癌细胞的克隆存活能力。

通用实验程序

反应过程通过TLC分析指导，纯化采用200–300目硅胶柱层析完成。核磁共振（NMR）数据在Bruker Avance 400 MHz仪器上获得（¹H, ¹³C, ⁹F）。样品溶解在含有TMS的CDCl₃或DMSO-d₆中。数据以δ（ppm）和J（Hz）表示。高分辨质谱（HRMS）使用Micromass Q-TOF仪器获得。最终化合物的纯度通过反相C18 HPLC（UV 254 nm）检测，纯度≥95%。

中间体2（6-芳基喹唑啉-4(3H)-酮类似物的合成方法

将化合物1（6-溴喹唑啉-4(3H)-酮类似物）溶解在适当溶剂中...

细胞培养条件

本研究使用的细胞系均来自ATCC。MCF-7、HeLa和A549细胞在RPMI-1640培养基中培养，培养条件为37°C和5% CO₂湿润环境；B16-F10、HepG-2、A2780、MCF-10A、LO2和HUVECs细胞在DMEM培养基中培养，培养条件同样为37°C和5% CO₂湿润环境。培养基中添加了10% FBS（JYK-FBS-301，内蒙古金源康生物科技有限公司）和1%青霉素-链霉素（抗生素溶液）。

作者贡献声明

任一昌：撰写原始草案。 周松文：实验研究。 徐成龙：方法学研究。 谭家敏：方法学研究。 杨希祥：方法学研究。 杨子超：方法学研究。 彭晓鹏：方法学研究。 刘瑾：方法学研究。 陈建军：指导工作。

致谢

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：82173668）和广东省医学研究基金会（项目编号：B2025043）的财政支持。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。