5-Fluorouracil

Fluorouracil (5-Fluoracil, 5-FU)是DNA/RNA合成抑制劑，在腫瘤細胞中通過抑制胸苷酸合成酶（TS）而干擾核苷酸合成。

描述

5-Fluorouracil是一種有效的抗腫瘤劑，通過抑制胸苷酸合成酶從而消耗細胞內dTTP來影響嘧啶合成。-氟尿嘧啶(5-FU)抑制胸腺嘧啶合成酶,干擾DNA合成,產生細胞毒作用,是廣譜、高效、廣泛套用於臨床的抗代謝抗腫瘤藥。

化學信息

別名：5-FU分子量：130.08化學式：C4H3FN2O2CAS號：51-21-8SMILES：O=C(N1)NC=C(F)C1=O穩定性：3years-20°Cpowder/ 2years-80°Cinsolvent

生物活性

靶點：Thymidylatesynthase (Tumorcells)

5-Fluorouracil生物數據1

Adrucil是一種尿嘧啶類似物，在C-5位置上有一個氟原子。利用和尿嘧啶一致的轉運途徑快速進入細胞。Adrucil在細胞內轉化成幾個活性代謝物：氟脫氧尿苷單磷酸鹽(FdUMP)，氟脫氧尿苷三磷酸鹽(FdUTP) 以及氟尿苷三磷酸鹽 (FUTP)。Adrucil的代謝物FdUMP結合到TS核苷酸結合位點，與CH2THF形成穩定的三聚體，進而阻斷了正常的底物dUMP的結合，抑制了dTMP的合成。Adrucil代謝物能夠插入DNA，導致DNA雙鏈斷裂和細胞死亡。Adrucil的促凋亡作用可能和激活腫瘤抑制因子P53有關。P53功能缺失降低細胞對Adrucil的敏感性。Adrucil抑制存活誘導各種細胞的凋亡。Adrucil抑制鼻咽癌細胞系CNE2和HONE的生存能力，Adrucil抑制Capan-1細胞的生存能力，Adrucil抑制HT-29細胞的生存能力，IC50分別是9μg/mL,3μg/mL,0.22μM,2.5μM。

作用機制

5-氟尿嘧啶對胃癌細胞凋亡的誘導活性

方法:MTT法檢測5-氟尿嘧啶在槲皮素輔助治療下對胃癌細胞系BGC-823的殺傷活性

5-Fluorouracil生物數據2

和半抑制濃度(IC50)。免疫共沉澱和Western
blot實驗檢測5-氟尿嘧啶和槲皮素對BGC-823細胞c-Jun和Bcl-xL的表達水平、c-Jun磷酸化水平、caspase-9和caspase-3活化水平以及細胞色素C釋放的影響。流式細胞術檢測5-氟尿嘧啶在槲皮素輔助下對BGC-823細胞凋亡的影響。結果:槲皮素能明顯提高5-氟尿嘧啶對BGC-823細胞的殺傷活性,降低5-氟尿嘧啶對BGC-823細胞的IC50。槲皮素處理明顯抑制BGC-823細胞c-Jun的表達,並抑制BGC-823細胞中5-氟尿嘧啶誘導的c-Jun磷酸化及其與ATF2蛋白的相互作用,進而抑制5-氟尿嘧啶誘導的Bcl-xL蛋白上調。轉染c-Jun過表達質粒後,槲皮素聯合5-氟尿嘧啶對BGC-823細胞的殺傷活性受到顯著抑制。同時,槲皮素能顯著增強BGC-823細胞中5-氟尿嘧啶誘導的細胞色素C從線粒體中釋放和caspase依賴的凋亡。結論:槲皮素可通過c-Jun/ATF2/Bcl-xL途徑增強5-氟尿嘧啶對胃癌細胞線粒體途徑凋亡的誘導活性。

抗腫瘤藥5-氟尿嘧啶衍生物的設計、合成及生物活性評價

5-氟尿嘧啶(5-FU)抑制胸腺嘧啶合成酶,干擾DNA合成,產生細胞毒作用,是廣譜、高效、廣泛套用於臨床的抗代謝抗腫瘤藥,但對腫瘤細胞的選擇性差,毒副作用大。因此,本研究根據腫瘤細胞醯胺水解酶與還原酶活性比正常細胞的高,而pH值低的生物化學特性差異,將芳基羧酸、鄰硝基苯乙酸及其類似物與5-FU的1或3位縮合,設計、合成了13個5-FU系列衍生物,用1H-NMR、13C-NMR、IR及EI-MS,HRMS確證其結構。最佳化目標化合物合成工藝,N1衍生物收率達到了65%以上。用紫外分光光度法測定脂水分配係數(LogP),其中10個化合物的脂水分配係數比5-FU(-0.55)高。選用4個5-FU衍生物,用MTT法測定對3種不同腫瘤細胞株(K562、MGC-830、A549)的抑制作用,對MGC-830細胞株半數抑制濃度(IC5。)明顯低於5-FU,抑制率也明顯高於5-Fu；對K562、A549細胞株的IC50雖明顯高於5-FU,但對K562的抑制率較高。改良寇氏法測定目標化合物的半數致死量(LD50)比5-FU至少低0.5倍。選用S180荷瘤小鼠為實驗模型,以抑瘤率、相關免疫器管指數為指標綜合評價目標化合物的抗腫瘤活性。除了化合物2、7、9、11外,其餘9個化合物低劑量組抑瘤率超過5-Fu中劑量組,甚至接近高劑量組,提示這9個化合物的有效劑量至少比5-FU低0.3到0.6倍。同時這9個化合物對免疫器官的損傷明顯小於5-Fu。該類化合物有進一步研究價值,以便尋找對腫瘤細胞選擇性高,毒性小的抗腫瘤藥。

5-氟尿嘧啶半乳糖衍生物的設計合成及抗腫瘤活性研究

方法：1.以5-氟尿嘧啶結構為基礎,用六甲基二矽氮烷(HMDS)和三甲基氯矽烷(TMSCl),將5-氟尿嘧啶2,4位的羰基矽烷化。在無水四氯化錫催化劑的作用下,將全乙醯化的半乳糖與羰基矽烷醚化的5-氟尿嘧啶的1位N結合,最後在氨甲醇溶液中脫去乙醯基,製備目標產物——1-半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶。採用質譜(MS)、核磁共振氫譜(1HNMR)和核磁共振碳譜(13CNMR)對其結構進行表征。
2.通過三步反應,在5-氟尿嘧啶C2位的羰基引入苄基,得到中間體2-苄氧基-5-氟-4(3H)-嘧啶酮。由於空間位阻作用,中間體N3位較N1位更易被進攻,反應更易進行。在相轉移催化劑四丁基溴化銨的作用下,1位溴取代的全乙醯化半乳糖與2-苄氧基-5-氟-4(3H)-嘧啶酮發生反應,在中間體N3位引入乙醯基修飾保護的半乳糖基。最後用氨甲醇溶液脫乙醯基後,再在鈀碳催化下脫苄基;或先在鈀碳催化下脫苄基,再在氨甲醇溶液中脫去乙醯基,製備目標產物——3-半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶。採用質譜(MS)、核磁共振氫譜(1H
NMR)和核磁共振碳譜(13CNMR)對其結構進行表征。
3.通過MTT比色分析法觀察、比較5-氟尿嘧啶半乳糖衍生物與5-氟尿嘧啶對人肝癌細胞(HepG2)、人結腸癌細胞(SW-620、HT-29、LoVo、SW-1116)及正常人腸上皮細胞(HIEC)的生長抑制作用及差異。觀察5-氟尿嘧啶半乳糖衍生物的抗腫瘤活性,比較5-氟尿嘧啶半乳糖衍生物與5-氟尿嘧啶對正常細胞的生長抑制作用,探討5-氟尿嘧啶半乳糖衍生物對腫瘤細胞的靶向特性。
結果：成功地合成了1-半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(1C)、1-全乙醯化半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(1B)和3-全乙醯化半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(2E)。質譜(MS)、核磁共振氫譜(1H NMR)和核磁共振碳譜(13C NMR)的結果確證合成化合物為目標產物。體外抗腫瘤實驗結果表明,2E(0.01μmol?L-1~100μmol?L-1)作用於HepG2、SW-620、HT-29、LoVo、SW-1116和HIEC細胞48h後,對細胞的生長抑制率分別為0.88%~44.3%、0.55%~45.82%、0.87%~81.16%、0.82%~48.64%、8.45%~64.04%和6.59%~54.13%,呈濃度、時間依賴性。結果顯示,2E具有較好的體外抗腫瘤活性,與5-FU無統計學差異,對HIEC的抑制作用較5-FU弱。1B和1C在體外抗腫瘤活性實驗中,對大多數腫瘤細胞並未顯示抗腫瘤活性。
結論：成功合成了5-氟尿嘧啶半乳糖衍生物——1-半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(1C)、1-全乙醯化半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(1B)和3-全乙醯化半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(2E)。其中,2E不僅具有較好的抗腫瘤活性,而且對正常人腸上皮細胞(HIEC)的毒性明顯低於5-FU,提示3-全乙醯化半乳吡喃糖基-5-氟尿嘧啶(2E)對腫瘤細胞具有選擇性作用,其靶向特性有待進一步研究。