一种基于香豆素-共轭桥-芳香受体的双标记探针及其在新药开发领域的应用制造技术

本发明专利技术涉及生物机理研究，属于生物医药领域。本发明专利技术合成了一种基于香豆素

【技术实现步骤摘要】
一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针及其在新药开发领域的应用


[0001]本专利技术涉及疾病治疗的药物开发与机理研究，尤其涉及一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针及其在新药开发领域的应用。

技术介绍

[0002]铁死亡(Ferroptosis)是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是，在二价铁或酯氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡；此外，还表现为抗氧化体系(谷胱甘肽系统)的调控核心酶GPX4的降低。铁死亡主要特征包括：
[0003](1)细胞形态方面，铁死亡会导致细胞线粒体变小，膜密度增高，嵴减少。细胞器(脂滴和线粒体)的行为障碍，与铁死亡发生密切相关。
[0004](2)细胞成分方面，铁死亡表现为脂质过氧化增高，活性氧升高。也有一些特征基因发生变化。
[0005]由于铁死亡的敏感性与许多生物过程紧密相关，包括氨基酸，铁和多不饱和脂肪酸代谢，以及谷胱甘肽，磷脂，NADPH和辅酶Q10的生物合成。并且与哺乳动物退行性疾病(例如：阿尔茨海默氏病、亨廷顿舞蹈病和帕金森综合征)、肿瘤、中风、脑出血、外伤性脑损伤、局部缺血
‑
再灌注损伤和肾衰竭相关的病理性细胞死亡也有关联。因此，铁死亡可以作为杀死间充质状态细胞的新型细胞死亡或作为免疫疗法和化学疗法的重要协同剂，已成为药物开发的新方向。<br/>[0006]然而铁死亡在新药开发的研究中仍存在很多技术瓶颈，其中最为关键的是现有技术中缺乏能够多重报告脂滴和线粒体的内部微环境以及细胞器微动力学与铁死亡之间联系的工具包，而脂滴是由极性单分子层(即磷脂和胆固醇)和非极性成分(即胆固醇酯和甘油三酯)组成的惰性储能位点，形成液相的细胞器，脂滴组份的变化而引起极性的改变可以作为其功能障碍的指标。然而，在铁死亡情况下，控制脂滴内容物迁移率和相位稳定的作用仍不清楚，尤其是线粒体作为提供能量的细胞器，活性氧能够影响线粒体的外观，其含量水平的稳定和动态变化决定了线粒体微环境的稳态，除了执行细胞器自身的功能外，脂滴和线粒体还相互进行快速、复杂地交换物质信息。鉴于这一过程的复杂性，利用单个指标跟踪来测量药物干预铁死亡的影响并不利于研究人员了解具体的作用机制，这严重阻碍了潜在药物的新药开发工作。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针，解决铁死亡相关机理药物在细胞器层面无法多重报告脂滴和线粒体的内部微环境以及细胞器微动力学与铁死亡之间联系,无法可视化检测、评估临床药效的问题。
[0008]技术方案
[0009]一种基于香豆素
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共轭桥
‑
芳香受体的双标记探针，结构式包括香豆素母核、电子受体，香豆素母核与电子受体之间通过共轭桥结构连接；
[0010]所述电子受体结构选自苯基衍生物、吡啶基衍生物、吲哚基衍生物；
[0011]所述共轭桥结构选：
[0012][0013]进一步，所述共轭桥结构为电子受体结构选自：
[0014][0015]进一步，所述共轭桥结构为电子受体结构选自：
[0016][0017]进一步，所述共轭桥结构为电子受体结构选自：
[0018][0019]进一步，所述香豆素母核结构为：
[0020][0021]进一步，所述基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针的分子结构为：
[0022][0023]一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针分子的合成方法，步骤包括：
[0024][0025]进一步，所述合成方法包括，将7
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(二乙胺基)香豆素
‑3‑
甲酸乙酯和4
‑
肼基苯甲酸在无水乙醇中回流反应，纯化后获得CPC分子；所述两种反应底物的摩尔比为1：0.9～1.1。
[0026]一种筛选诱导铁死亡药物的方法，其特征在于，在药物筛选系统中加入同时靶向脂滴和线粒体的上述双标记探针分子，用荧光同时追踪铁死亡过程中脂滴和线粒体在的生理活动指标，获得药物诱导细胞铁死亡的药效。
[0027]进一步，所述生理活动指标包括：脂滴的极性增加，线粒体呈现纤维化样外观，ONOO
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含量升高，脂滴
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线粒体的接触减少和脂滴形成凝胶状相。
[0028]进一步，在药物筛选系统中双标记探针分子的浓度为0.1
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20.0μM；激发光选自403
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407nm，荧光发射光谱为500
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550nm。
[0029]有益效果
[0030]本专利技术合成了一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针，该探针分子能够借助单个分子同时精确靶向线粒体和脂滴成分，应用于荧光追踪铁死亡过程中脂滴和线粒体在的生理活动，实现在细胞铁死亡期间对脂滴的极性增加、线粒体呈现纤维化样、ONOO
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含量、脂滴
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线粒体的接触减少和脂滴形成凝胶状相等多种铁死亡相关生物学信息的可视化观察与检测。该技术方案解决铁死亡相关机理药物在细胞器层面无法多重报告脂滴和线粒体的内部微环境以及细胞器微动力学与铁死亡之间联系,无法可视化检测、评估临床药效的问题。在新药开发中实现诱导铁死亡药物活性评估的作用，为诱导铁死亡机理的药物开发提供了准确的筛选工具。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例分子工程光学双标记工具箱。(A)双标记工具箱荧光响应机制的主要组成部分；(B)双标记工具箱通用合成工程的工作流程；(C)双标记工具箱构建的代表性工具分子CPC；(D)双标工具箱的可更换元件；
[0032]图2为本专利技术实施例CPC的表征，其中光学响应极性“开启”并响应ONOO
‑“关闭”。(A)验证CPC荧光响应机制的DFT计算；(B)不同比例的1、4
‑
二恶烷和水混合物(λ
ex
＝458nm)中的CPC荧光发射光谱；(C)不同ONOO
‑
浓度下的CPC荧光发射光谱(λ
ex
＝458nm)；(D)CPC响应极性“开启”和响应ONOO
‑“关闭”的双模式示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例CPC对活细胞中脂滴极性和线粒体ONOO
‑
的双模式响应成像。(A)用10μM CPC染色40min的细胞SIM图像(比例尺＝5μm)；(B)CPC和Lipi Blue染色细胞的合并SIM图像(比例尺＝5μm)，B中区域的放大图像(比例尺＝1μm)；(C)CPC和Lipi Blue共定位的定量分析，数据为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针，其特征在于，结构式包括香豆素母核、电子受体，香豆素母核与电子受体之间通过共轭桥结构连接；所述电子受体结构选自苯基衍生物、吡啶基衍生物、吲哚基衍生物；所述共轭桥结构选自：2.如权利要求1所述的基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针，其特征在于，所述共轭桥结构为：时，电子受体结构选自：所述共轭桥结构为：时，电子受体结构选自：所述共轭桥结构为：时，电子受体结构选自：3.如权利要求2所述的基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针，其特征在于，所述香豆素母核结构为：4.如权利要求3所述的基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针，其特征在于，所述基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针的分子结构为：
5.一种基于香豆素
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共轭桥
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芳香受体的双标记探针分子的合成方法，其特征在于，步骤包括，6.如权利要求5所述的基于香豆素
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈启鑫，方桂迁，陈慧敏，邵新田，王延风，孟彩彩，孟鹏，姚庆强，
申请(专利权)人：山东第一医科大学山东省医学科学院，
类型：发明
国别省市：