雷帕霉素(Rapamycin),现称为西罗莫司(Sirolimus),是由Veniza等人在1975年从吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)中分离得到的一种大环内脂类抗生素。经过多年的研究与开发,西罗莫司已成为临床使用的强效免疫抑制剂。
应用以西罗莫司为前体,通过化学修饰合成的一些新颖衍生物,在免疫抑制、抗癌、抗帕金森氏症与艾滋病等方面显示出新的治疗潜力。其中,Temsirolimus、Everolimus和AP23573已作为抗肿瘤靶向新药物进行临床研究。西罗莫司在医药应用领域具有广泛前景。
制备当前主要通过发酵法生产雷帕霉素。例如,CN101486976A所述的中国发明专利申请公布书指出,一般情况下西罗莫司的发酵效价约为200μg/ml左右,发酵副产物较多,导致后序提取时的层析分离较为复杂且工作量较大。菌体经甲醇萃取浓缩、色谱层析等工艺处理后获得纯品,但产品收率低于20%。
CN102443012A公布了一种高纯度提取纯化方法:用丙酮或乙醇抽提发酵液过滤后的菌丝体,得到抽提液并真空浓缩;使用乙酸乙酯萃取上清液分离后得萃取液并真空浓缩;将两种浓缩液合并,并加入大孔树脂床层吸附,以丙酮和水的混合溶液作为洗涤剂洗涤树脂,收集洗脱液并真空浓缩。接下来用乙酸乙酯萃取浓缩洗脱液,经无水硫酸钠或无水硫酸镁脱水后再次真空浓缩,上样硅胶柱进行层析分离。正庚烷和丙酮混合溶液作为洗涤剂和洗脱剂处理硅胶柱,收集洗脱液并真空浓缩得最终产物。最后将雷帕霉素粗品溶于石油醚或乙醚中结晶、干燥得到纯品。
生物活性Ridaforolimus(Deforolimus, MK-8669)是一种选择性的mTOR抑制剂,其IC50为0.2 nM;对mTOR信号通路的抑制作用及与FKBP12结合能力接近西罗莫司。其Phase 3试验结果表明了良好的临床应用前景。
体外研究使用Deforolimus处理HT-1080细胞,可抑制S6和4E-BP1磷酸化,这种作用具有剂量依赖性,IC50分别为0.2 nM和5.6 nM, EC50分别为0.2 nM 和1.0 nM。Deforolimus处理还能导致细胞尺寸减小、G1期细胞增多以及抑制葡萄糖摄取,EC50为0.1-1 nM;并且具有显著的抗增殖活性,EC50为0.2-2.3 nM。
此外,Deforolimus有效且选择性地抑制VEGF产量。在A549, H1703和H157细胞(除了表达mTORC1耐药变异的H1666)中处理2.8-5.9 nM Deforolimus时,p70S6K Thr389去磷酸化,并提高 pAKT Ser473 和 pAKT Thr308 磷酸化水平。结合MEK抑制剂CI-1040或 PD0325901 使用处理人肺癌细胞系时,具有协同作用,这与细胞增殖受抑制而不是细胞死亡增加相关,在处理24小时后可抑制40%核糖体合成并使多核糖体/染色单体比例下降。
体内研究Deforolimus治疗携带PC-3 (前列腺)、HCT-116 (结肠)、MCF7 (胸腺)、PANC-1 (胰腺)或A549 (肺) 移植瘤的小鼠,表现出显著的抗癌效果,并且作用于SK-LMS-1移植瘤时抑制mTOR信号。这些结果表明Deforolimus在治疗多种癌症方面具有潜在的应用价值。
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
雷帕霉素 | sirolimus | 53123-88-9 | C51H79NO13 | 914.187 |
—— | 31,42-bis(trimethylsilylether)rapamycin | 331810-13-0 | C57H95NO13Si2 | 1058.55 |
—— | (3S,6R,7E,9R,10R,12R,14S,15E,17E,19E,21S,23S,26R,27R,34aS)-27-hydroxy-10,21-dimethoxy-3-((R)-1-((1S,3R,4R)-3-methoxy-4-((triethylsilyl)oxy)cyclohexyl)propan-2-yl)-6,8,12,14,20,26-hexamethyl-9-((triethylsilyl)oxy)-9,10,12,13,14,21,22,23,24,25,26,27,32,33,34,34a-hexadecahydro-3H-23,27-epoxypyrido[2,1-c][1]oxa[4]azacyclohentriacontine-1,5,11,28,29(4H,6H,31H)-pentaone | 155435-45-3 | C63H107NO13Si2 | 1142.71 |