小分子端粒酶抑制剂的研究进展肿瘤的发生是多阶段的复杂过程，原癌基因的激活、抑癌基因的失活是肿瘤发生的重要分子基础。

肿瘤细胞获得无限增殖特性而成为永生化细胞，在这个过程中端粒酶起了重要作用，端粒酶的激活使肿瘤细胞的端粒不再进行性缩短而得以维持，避开了细胞正常的复制-衰亡机制的制约。

研究发现，近90% 的肿瘤细胞都有端粒酶活性，而正常细胞或组织中几乎没有检测到端粒酶活性。

端粒酶已成为当今肿瘤新的标志物和肿瘤治疗的新靶点，抑制端粒酶的活性已成为肿瘤治疗的一种新策略。

本文作者就近年来出现的小分子端粒酶抑制剂进行综述。

1 端粒和端粒酶端粒(telomere)位于真核生物染色体3' 末端，是由富含鸟嘌呤的DNA 重复序列和端粒结合蛋白组成的核蛋白复合物，它是染色体末端的一种特殊结构，能防止染色体DNA 降解、末端融合、缺失及非正常重组，维持染色体的完整和稳定，端粒结构对于保持染色体结构的完整性具有重要意义。

研究证明，端粒与细胞的寿命密切相关。

细胞在进行分裂时，由于受DNA 聚合酶的限制，每次分裂，染色体3' 末端将持续丧失50 ～ 200 b 的 DNA，端粒不断缩短，当其长度减小到一定的临界值时，细胞即趋向于衰老、死亡，因此，端粒被认为是绝大多数体细胞的“生物钟”。

端粒酶是一种特殊的DNA 聚合酶，具有逆转录酶活性，它有3 个主要组分: 人端粒酶催化亚单位(the human telomerase reverse transcriptase， hTERT)、人端粒酶核糖核酸(hTR)，以及端粒酶相关蛋白(TP1/TLP1)。

端粒酶能以自身的 RNA 为模板，反转录成端粒的重复单元TTAGGG 加到人染色体末端，使端粒延长，阻止端粒随细胞分裂而缩短，使细胞绕过衰老途径成为永生化细胞，导致人类肿瘤的发生。

一般认为，端粒酶的激活是恶性肿瘤发生过程中的一个后期事件，端粒酶使肿瘤细胞的端粒不再进行性缩短而得以维持，避开了细胞正常的复制-衰亡机制的制约而获得永生性。

端粒酶在大多数肿瘤细胞高表达而在正常细胞却表达很少，这使得端粒酶成为人们热衷研究的药物作用靶点。

近年来，以端粒酶为靶点的抑制剂广被报道，例如: 目前正处于Ⅰ期临床试验的核苷类端粒酶抑制剂 GRN163L等，也有一些小分子抑制剂，如: 非核苷类端粒酶抑制剂BIBR1532、吖啶类端粒酶抑制剂BRAC O19、MST-312、FJ-5002 等。

2 小分子端粒酶抑制剂2.1 小檗碱及其类似物小檗碱(berberine，1)又称黄连素，是中药黄连的主要生物碱。

小檗碱是一种异喹啉季铵生物碱，于1826 年从Xanthoxylon clava 树皮中首次获得。

Naasani 等人用比较分析法对化合物数据库进行虚拟筛选，并采用端粒重复序列扩增 (TRAP)法对端粒酶抑制活性进行评价，结果显示，小檗碱是一种中等强度的端粒酶抑制剂，其抑制活性的L50值约为35 μm ol·L-1。

之后，他们又以小檗碱作为升级探针，采用比较分析法筛选出小檗碱类似物MKT-0 77(2)，它对端粒酶有较强的抑制作用， L50值约为5 μmol·L-1。

MKT- 077 是一种新的含硫花青染料类抗肿瘤抑制剂， Tatsuta 等人研究发现，它提供了一种新的抗癌机制，即它在癌细胞(如结肠、乳腺、胰腺癌等)线粒体上聚集，使得作用在线粒体上的亲脂性离子化合物离域。

在前期研究基础上Naasani 等人又以MKT-077 作为升级探针进行新一轮的筛选，发现了MKT-077 近亲衍生物FJ-5002(3)，其L50值为2 μmol·L-1，为小檗碱的17 倍，具有较强的抑制活性。

研究显示，将白血病细胞U937 和不同浓度的 FJ-5002 共同长时间培养，会引起不同程度的端粒丢失(从约10 b 到近4.0 kb)及染色体不稳定性和老化/危像特征，而且呈现出浓度依赖性，说明FJ-5002 能有效地抑制端粒酶的活性。

近年来，对化合物1 ～ 3 的研究报道很少，Wadhwa 等人进行体内活性研究发现MKT-077 没有表现出良好的端粒酶抑制活性，实验结果显示，对端粒酶抑制作用不是MKT- 077 诱导的癌细胞毒性作用的主要原因，因此已经停止进一步的研究。

2.2 苯乙烯类Kim 等人对化合物库进行虚拟筛选得到 3 个硝基苯乙烯类化合物DPNS (4)、DNS (5)、 NVN(6)，他们均表现出一定的抑制端粒酶活性 (L50值分别为0.4、2.7、2.57 μmol·L-1)，其中化合物DPNS(4)的活性最佳，但它对DNA 聚合酶、 RNA 聚合酶以及逆转录酶没有抑制作用。

一系列的酶动力学实验证明DPNS 是一个混合型的非竞争性抑制剂，与端粒基底物以及三磷酸脱氧核糖核苷(dNTP)的抑制键合位点不同。

在DPNS 的存在下，随着肿瘤细胞株的增殖其端粒显著缺失，最终趋于衰老凋亡。

由此可见，DPNS 是一个高选择性的体外端粒酶小分子抑制剂，具有进一步研究开发的价值。

勃林格殷格翰公司开发的芳基乙烯类端粒酶抑制剂BIBR1532(7)、BIBR1519(8)体外抑制端粒酶活性的L50值分别为93、470 nmol·L-1。

研究表明，BIBR1532(7)能选择性地抑制端粒酶的活性，使端粒缩短，细胞生长阻滞，限制了癌细胞的增殖。

Damm 等人研究发现，B IBR1532 对鞍区生殖细胞瘤(GCT)衍生的细胞株2102EP 细胞有显著的抑制作用。

在10 μm ol·L-1 BIBR1532 条件下培养2102EP 细胞株，当细胞群体倍增值(PDs)达到300 时，端粒的长度从(18.5 ± 0.59)kb 降至(8.9±0.1)kb。

Mueller 等人研究发现，BIBR1532 对颅骨软骨肉瘤细胞端粒酶具有强的抑制作用，可缩短端粒的长度，降低含端粒酶的颅骨软骨肉瘤细胞的生长能力。

Parsch 等人合成了与BIBR1532 构型相反的化合物 221-32(9)，其活性与BIBR1532 相当，研究表明此类化合物的构型不是活性决定因素，这为此类化合物的作用方式研究提供了基础。

2.3 喹啉类多篇文献报道喹啉和异喹啉类化合物显示出良好的生物活性，尤其是在酶抑制剂中得到广泛的应用。

例如: Colangelo 等人报道的铂化合物 ptquin8(10)具有显著的抑制端粒酶活性。

体外肿瘤细胞MCF-7模型试验结果发现，在1×10-9mol·L-1和1 ×10-5 mol·L-1的pt quin8 作用下， 24 h 后端粒酶活性分别降低了12%和46%。

Kim 等人报道了化合物2，3， 7-三氯-5-硝基喹喔啉(TNQX， 11)，它是一个混合型的非竞争性端粒酶抑制剂(L50值为 0.14 μmol·L-1)，它对DNA 聚合酶、RNA 聚合酶以及逆转录酶没有抑制作用。

白叶藤碱(cryptolepine，12)是一种天然的吲哚喹啉类生物碱，此化合物及其盐酸盐在非洲曾经作为抗疟疾药物，分子水平研究证实白叶藤碱能影响DNA 拓扑异构酶Ⅱ的活性。

最新研究发现，一些白叶藤碱结构衍生物能与DNA 的G-四链体结构相互作用并且显示出一定的端粒酶抑制活性。

Zhou 等人设计了一系列喹叨啉(quindoline， 1 3)类似物14 ～ 23，以寻找新型的端粒酶抑制剂。

构效关系研究表明: 在喹叨啉11 位引入供电子基团(如取代氨基等)，其端粒酶抑制活性显著提高(L50值: 喹叨啉大于138 μmol·L-1，衍生物14 ～2 3 为0.44 ～ 12.3 μmol·L-1)，其中化合物21 (SYUIQ-5)的活性最好，其L50值为 0.44 μmol·L-1，在裸鼠中的药动学性质具有剂量依赖性，主要通过Cyp3A1/2 进行代谢。

Lu 等人对SYUIQ-5 进行改造，设计了26 个5-N-甲基喹叨啉化合物(如24 ～ 27)，此类化合物在芳喹啉的5 位带有正电荷。

核磁共振以及分子模拟研究证实，化合物分布在外部G-四链体以及正电荷的引入能够增强化合物的稳定性。

化合物24 在一无细胞体系中能显著抑制端粒酶的活性，其对白血病细胞HL60、淋巴瘤细胞CA46 增殖的长期效应实验显示， 24 能够诱导细胞增长的中断、细胞衰老以及端粒的缩短等过程。

化合物 25 与不同类型的DNA 有强的结合能力，与G-四链体结构的结合尤为突出。

在前期研究的基础上，Tan 等人以SYUIQ- 5 作为参考分子设计合成了4 个依靛蓝酮类化合物28 ～ 31，4 个化合物均表现出端粒酶抑制活性 (L50值分别为7.8、9.3、9.0、15.2 μmol·L-1)，用端粒限制性片段(telomeric restriction fragment， TRF)长度法对化合物28 在白血病细胞HL60、淋巴瘤细胞CA46 中进行端粒酶活性评价，结果显示，在0.9 μmol·L-1时HL60、CA46 细胞端粒长度均发生缩短，浓度达1.8 μmol·L-1时两者端粒分别缩短为1.1 kb 和2.3 kb。

2.4 蒽醌类蒽醌类化合物具有泻下、抗菌消炎作用，其抗癌作用也不断被报道。

自20 世纪60 年代意大利科学家首先研究并证实了柔红霉素及阿霉素的疗效以来，蒽醌类抗肿瘤药物得到了很大的发展，目前，已有多种蒽醌类药物应用于临床。

Huang 等人报道了两类双取代的蒽醌类化合物32、33，这两类化合物具有良好的抑制端粒酶活性。

构效关系研究表明: 当取代基R 为 CH2NHCH2CH3和CH(CH3) NH(CH2)3N(CH3)2时，1， 5 -二氨基取代蒽醌类化合物(32)的活性最好， L50值分别为5.0、2.0 μmol·L-1 ; 氮原子上烷基取代链延长、缩短，或者没有氮原子连接，活性有不同程度的降低，而1 位、5 位被硫原子以及酰氧基取代时，活性保持不变。

当R 基团为 CH2NHCH2CH3时，2 ，6-二氨基取代蒽醌类化合物(33)的活性最佳， L50值为0.1 μmol·L-1 ; 氮原子上烷基链增长，活性略有降低(如R 为 CH2NHCH2CH2CH3， L50值降为2 μmol·L-1)。

在前期构效关系研究的基础上，Huang 等人又对这类化合物做了进一步的结构改造，在蒽醌母核的1、2 位拼上氮杂环结构，得到系列化合物34，该系列化合物虽然只具有中等端粒酶抑制活性，但却显示出良好的细胞毒性。

2.5 黄酮类黄酮类化合物广泛存在于植物界，其生物活性多种多样，近年来其防癌与抗癌活性成为人们研究的热点，含有黄酮结构的端粒酶抑制剂也陆续被报道。