小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用制造技术

本发明专利技术涉及小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用及其在制备抗肿瘤细胞生长增殖药物中的应用。细胞生长增殖药物中的应用。细胞生长增殖药物中的应用。

【技术实现步骤摘要】
小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用


[0001]本专利技术涉及GLUT5转运体抑制剂及肿瘤治疗药物领域，尤其涉及一种小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用。

技术介绍

[0002]正常细胞的代谢，通常以葡萄糖作为基础物质，进入三羧酸循环，产生ATP提供能量，并形成碱基、氨基酸、脂质等构成生物大分子的基本单元，维持氧化还原的平衡，实现并完成生理功能。而肿瘤细胞的代谢，糖生成丙酮酸后，主要进入糖酵解产生能量，即使在氧气充足的情况下，也是通过糖酵解这样一种耗时短但产能率低的途径，这种现象在肿瘤学上被称之为沃尔伯格效应(Warburg effect)。肿瘤细胞由于生长周期失控，持续地分裂与增殖需要消耗大量的能量以及糖，因此，糖进入肿瘤细胞的过程(基本单元供给)十分重要。由于细胞膜是非极性脂肪膜(nonpolar lipid bilayer)，而糖分子是极性分子，糖进入肿瘤细胞的过程，除了少量的被动扩散，主要依赖于特异的糖转运蛋白的摄取转运作用。
[0003]糖转运体属于SLC2基因家族，根据其生理功能的差别可分为三类：(1)血细胞、脂肪组织和骨骼肌中转运6元环糖葡萄糖，如SLC2A1(GLUT1)；(2)转运5元环果糖，如果糖特异性的转运体SLC2A5(GLUT5)；(3)双功能GLUT7和GLUT11，既能转运6元环糖葡萄糖如葡萄糖也能转运5元环果糖如果糖。
[0004]肿瘤细胞细胞周期失控，持续地分裂与增殖需要消耗大量的能量；这种代谢重编程如沃尔伯格效应所揭示：肿瘤细胞往往采用产能率较低的糖酵解途径，势必消耗更多的葡萄糖，导致肿瘤生长过程中葡萄糖缺失。在这种情况下，肿瘤细胞将出现果糖替代机制，即以果糖弥补葡萄糖缺失提供能量来源。研究证明，果糖的使用会造成肿瘤细胞增殖加快，克隆形成变多，浸润性更强，表现出多种肿瘤恶化的细胞特性。因此，在葡萄糖供应不足的肿瘤细胞中，阻断或减少果糖的摄取，可能达到抑制住肿瘤细胞生长增值的作用。基于这个假设，将果糖特异性转运体GLUT5作为潜在新型靶点，探讨通过调控GLUT5转运功能治疗癌症的可能性。
[0005]GLUT5是特异性转运果糖的转运体，目前已经开发出一些GLUT5摄取转运果糖的抑制剂，而开发新型的基于小分子化合物的GLUT5抑制剂意义重大，将为肿瘤的治疗提供更多的药物和方法。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用，本专利技术公开了多个能够抑制GLUT5摄取转运果糖的小分子化合物及其在制备抗肿瘤细胞生长增殖药物中的应用。
[0007]本专利技术一方面公开了小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用，所述小分子化合物包括伊马提尼、达格列净、槲皮甙、奎宁丁、帕唑帕尼、野黄芩苷、硫酸氯吡格雷、槲皮素-3-氧葡萄糖甙、依那普利、双氯芬酸钠、阿替洛尔、硝苯地平和乌头碱中
的一种或几种。
[0008]进一步地，小分子化合物的给药方式为口服或静脉注射。
[0009]进一步地，GLUT5摄取转运果糖时，果糖浓度为3mM，化合物浓度为100μM。
[0010]优选地地，小分子化合物包括达格列净、槲皮甙、野黄芩苷和槲皮素-3-氧葡萄糖甙中的一种或几种。这些小分子化合物中均带有糖结构。小分子化合物对GLUT5摄取转运果糖的抑制效果和糖结构有关，此外和“苷元”结构也有关联。
[0011]本专利技术另一方面公开了小分子化合物在制备抗肿瘤细胞生长增殖药物中的应用，所述小分子化合物包括伊马提尼、达格列净、槲皮甙、奎宁丁、帕唑帕尼、野黄芩苷、硫酸氯吡格雷、槲皮素-3-氧葡萄糖甙、依那普利、双氯芬酸钠、阿替洛尔、硝苯地平和乌头碱中的一种或几种。
[0012]进一步地，小分子化合物的给药方式为口服或静脉注射。
[0013]进一步地，肿瘤细胞包括人胃癌细胞SGC7901、人宫颈癌细胞HeLa、人乳腺癌细胞MCF-7、人胰腺癌细胞PANC-1和人结肠癌细胞HCT-116。
[0014]优选地地，小分子化合物包括达格列净、槲皮甙、野黄芩苷和槲皮素-3-氧葡萄糖甙中的一种或几种。
[0015]本专利技术通过GLUT5抑制剂筛选实验体系筛选出多个GLUT5抑制剂，包括结构不同且多样的天然产物及分子小化合物。肿瘤细胞研究发现，其中不同的化合物对不同肿瘤细胞的存活增殖存在特异性抑制效果，且受到培养环境中果糖和葡萄糖的含量影响。对于依赖果糖增殖的肿瘤细胞，在只有果糖的培养条件下，GLUT5抑制剂可以通过抑制其介导的果糖转运明显抑制肿瘤细胞的增殖和存活。而培养环境中一旦存在葡萄糖，其抑制效果会随着随着葡萄糖浓度的升高而减弱甚至消失。本专利技术的抑制剂在葡萄糖缺失的条件下，通过抑制GLUT5活性，阻断或降低果糖的摄取，可以用于制备抑制肿瘤生长增殖的药物。
[0016]本专利技术中，GLUT5摄取转运果糖的抑制剂通过人源GLUT5稳定转染细胞株进行筛选，其构建方法包括以下步骤：
[0017](1)将hGLUT5目的基因与pcDNA3.1/G418(+)Ampicillin表达载体组装，构建pcDNA3.1/G418(+)-hGLUT5质粒；其中，hGLUT5目的基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；
[0018](2)采用脂质体法将步骤(1)构建的质粒转染至HEK293细胞，细胞转染24h后，使用G418抗生素筛选出阳性克隆，并通过使用阳性化合物进行转运或代谢功能验证，确认细胞株同时稳定表达GLUT5基因及其蛋白，即构建出所述人源GLUT5稳定转染细胞株。
[0019]进一步地，在步骤(1)中，hGLUT5目的基因合成方法为：从基因库获得SLC2A5基因序列(NM_001328619.2)，采用合成生物学方法合成该基因。与传统的基因克隆技术相比，合成生物学具有快速、准确、高效等特点，在构建基因表达体系时更具有优势。
[0020]进一步地，在步骤(1)中，构建质粒时所采用的内切酶为5
’
端KpnI和3
’
端XhoI限制性内切酶。
[0021]在步骤(2)中，相比于物理转染法费时费力、效率不高，化学转染法中人工脂质体法具有较高的转染效率，可以转染其他方法不易转染的细胞系，DNA质粒、干扰小RNA(microRNA、shRNA等)甚至是蛋白都可以通过脂质体法进行转染。此外，脂质体转染法同时适用于瞬时表达和稳定表达，前者具有快速、灵活的特点，后者具有稳定、重现性强等优势。
[0022]在步骤(2)中，采用HEK293细胞作为转染细胞，HEK293为人胚胎肾细胞，生化特性
检查发现HEK293中缺乏大部分的代谢酶、摄取转运体和外排转运体。因此，HEK293细胞具有培养周期短、背景较低、易于培养等优点，稳定转染的HEK293细胞株是药物代谢转运研究的有效手段。
[0023]进一步地，在步骤(2)中，取对数生长期的细胞进行细胞转染。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.小分子化合物在制备GLUT5摄取转运果糖的抑制剂中的应用，所述小分子化合物包括伊马提尼、达格列净、槲皮甙、奎宁丁、帕唑帕尼、野黄芩苷、硫酸氯吡格雷、槲皮素-3-氧葡萄糖甙、依那普利、双氯芬酸钠、阿替洛尔、硝苯地平和乌头碱中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述小分子化合物的给药方式为口服或静脉注射。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：GLUT5摄取转运果糖时，果糖浓度为3mM，化合物浓度为100μM。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述小分子化合物包括达格列净、槲皮甙、野黄芩苷和槲皮素-3-氧葡萄糖甙中的一种或几种。5.小分子化合物在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪建，周丹丹，倪瑶，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：