新型异氰酸酯-异烟肼腙杂化1,2,3-三唑类化合物的设计与合成：作为双重EGFR/PARP-1抑制剂及乳腺癌细胞凋亡诱导剂

《Bioorganic Chemistry》：Design and synthesis of novel isatin-isoniazidhydrazone hybrid-based 1,2,3-triazoles as dual EGFR/PARP-1 inhibitors and apoptosis inducers in breast cancer cells

点击合成法将异吲哚酮-异烟肼 hydrazone 与1,2,3-三唑结合，构建新型杂化化合物库，化合物10显著抑制EGFR/PARP-1并诱导细胞凋亡，对乳腺癌细胞系（IC50=1.27μM）活性优于厄洛替尼，但对正常细胞毒性低。

　　

Muna A. Alshams | Mohamed S. Nafie | Anil Ravi | Mohamed Reda Aouad | Ziad Moussa | Nadjet Rezki

沙迦大学理学院化学系，沙迦P.O. 27272，阿拉伯联合酋长国

摘要

在本研究中，采用了一种高效的点击化学合成方法，将异酞酰亚胺（isatin）、席夫碱（Schiff base）和1,2,3-三唑（1,2,3-triazole）结合到一个统一的框架中。首先对5-溴异酞酰亚胺（5-bromoisatin）进行丙炔基化处理，然后与异烟肼（isoniazid）缩合，生成相应的异酞酰亚胺-异烟肼腙基炔烃中间体。随后通过CuAAC反应与多种芳香族叠氮化物（aromatic azides）反应，制备了一系列含有异酞酰亚胺-异烟肼腙结构的1,2,3-三唑衍生物。这些点击化学产物通过适当的光谱技术（包括¹H、¹³C和¹⁹F核磁共振（NMR）以及高分辨率质谱（HRMS））进行了表征。此外，这些化合物还在MDA-MB-231乳腺癌细胞（TNBC cells）中进行了EGFR/PARP-1双重抑制和细胞毒性测试，并通过流式细胞术（flow cytometry）和逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）评估了其诱导细胞凋亡的能力。化合物9、10和11的IC₅₀值分别为93、64和78 nM（相比之下，埃洛替尼的IC₅₀值为80 nM）；而化合物9、10和11相对于奥拉帕利布（Olaparib）的IC₅₀值分别为76、12和28 nM（奥拉帕利布的IC₅₀值为12 nM）。这些化合物对MDA-MB-231细胞的细胞毒性较强，其IC₅₀值分别为16.3 ± 0.4、1.27 ± 0.1和3.46 ± 0.1 μM。然而，当测试正常的人类乳腺癌细胞（MCF-10 A cells）时，它们的细胞毒性较低，IC₅₀值也相应较高。化合物10能够使细胞周期停滞在G2期，并显著促进细胞凋亡（增幅达7.16倍）。分子对接分析显示化合物10能够很好地与EGFR/PARP-1靶蛋白结合。

章节摘要

引言

癌症是全球主要的死亡原因之一。2022年，全球新增癌症病例近2000万例，癌症相关死亡人数达970万[1]。尽管在药物设计和发现方面取得了进展，但由于缺乏既具有商业价值又具有高疗效的多机制抗癌化合物，许多候选药物仍无法突破临床前研究阶段[2]。 此外，越来越多的癌症相关死亡病例凸显了持续研发新型抗癌药物的必要性。

目标1,2,3-三唑衍生物的点击化学合成

通过将分子杂交技术与点击化学（click-chemistry）策略相结合，成功实现了异酞酰亚胺-异烟肼腙分子结合体与1,2,3-三唑的连接。该方法涉及将多种生物活性分子的片段整合到一个混合构建块中。因此，选择5-溴异酞酰亚胺作为起始材料，在碱性条件下使用碳酸钾与丙炔基溴（propargyl bromide）反应，生成了5-溴-1-(prop-2-yn-1-yl)indoline-2,3-dione。

结论

总之，利用CuAAC点击化学方法高效地合成了一系列新型的异酞酰亚胺-异烟肼腙-1,2,3-三唑杂化物，这些化合物具有优异的抗癌活性和良好的药代动力学（ADME）特性。通过适当的光谱分析确认了目标化合物的成功合成。生物学评估表明，其中一些衍生物（尤其是化合物9、10和11）表现出显著的抗癌效果。

化学方法

本研究中使用的所有有机溶剂和化学试剂均为最高纯度的分析级试剂。这些试剂购自Sigma-Aldrich和BDH Chemicals Ltd公司。化合物的熔点使用Stuart Scientific SMP1仪器进行测量。反应过程通过Merck 60 F254型紫外荧光硅胶薄层色谱（TLC）板进行监测，检测波长为254 nm。傅里叶变换红外光谱（FTIR）也被用于分析产物结构。

作者贡献声明

Muna A. Alshams： 方法学设计、实验研究、数据分析。 Mohamed S. Nafie： 文稿撰写、初步草稿编写、实验指导、方法学设计、数据分析。 Anil Ravi： 文稿修订与编辑、方法学设计、数据分析。 Mohamed Reda Aouad： 文稿撰写、软件应用、方法学设计、实验研究、数据管理。 Ziad Moussa： 数据分析、实验研究、方法学验证。 Nadjet Rezki： 文稿修订与编辑、初稿撰写、实验指导。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

Mohamed S. Nafie博士感谢沙迦大学研究与研究生院提供的种子研究项目（项目编号：24021440154）的支持。同时，他也感谢沙迦大学提供的电子图书馆资源，这些资源使得研究人员能够方便地获取已发表的学术论文并进行化学数据库搜索。