Genistein 衍生物的合成及在抗肿瘤治疗中的研究
尽管Genistein的体外研究和流行病学方面的证据都表明它具有一定抗肿瘤作用，但仍然存在一些不足，限制了在临床方面的应用。其中包括吸收率低，活性代谢产物在组织细胞中的积累有限，以及具有与肿瘤抑制作用无关的雌激素样作用等。但是通过化学改构可以对其功能进行改进，以克服一些治疗应用方面的不足，同时也可能提高靶向性和选择性。目前有许多研究都试图通过在Genistein的结构基础上进行化学修饰以提高其治疗作用或降低其副作用。
对Genistein进行化学改构的尝试中有很多是围绕Genistein的抗肿瘤作用展开的，即提高Genistein 抑制肿瘤细胞生长的能力。Genistein抗肿瘤机制之一是以酪氨酸激酶抑制剂形式发挥作用。由于酪氨酸激酶广泛参与了肿瘤的增生、分化、迁移，异常的酪氨酸激酶活化或异常表达是促进肿瘤发生、发展的重要因素。研究者通过比较几种结构类似的异黄酮类物质（daidzein、flavone、biohaninA、acacetin、prunetin、genistin），可以确认Genistein执行其特定生物学功能的化学结构，并在此基础上进行修饰改构。研究表明Genistein中的羟基结构似乎对其酪氨酸激酶抑制剂活性有很大贡献，但在这一理论基础上对Genistein 进行改构的研究都没有能够有效提高Genistein的酪氨酸激酶抑制活性。
还有许多化学修饰方法尝试替代Genistein骨架结构上的一些基团，或连接其他新的化学基团来优化Genistein的抗肿瘤治疗效果。一项关于Genistein衍生物的研究合成了9种以Genistein 结构为基础的糖苷化合物，其中部分在多种细胞系中可以有效抑制细胞增生。其中最有效的一种化合物结构上的特点包括乙酰化的羟基糖基团，糖分子中与糖苷配基直接相连的碳碳双键、α 构象的Genistein-糖基糖苷键，以及C7羟基局部被糖替代。对该化合物的进一步研究表明它的IC50约为5μmol/L，低于Genistein的IC50。其化学结构稳定，对肿瘤细胞的毒性作用高于正常细胞。这种新型化合物在体外细胞培养的条件下不会发生水解，而且与其高毒性相关的结构为C7糖基团中的碳碳双键，以及乙酰化的羟基基团。对其毒性作用的进一步研究发现，细胞的微管结构会受到破坏，使纺锤体形态异常，抑制骨架蛋白形成。而Genistein本身并不具有这些作用，因此这种改构使Genistein 获得了影响细胞骨架结构的生物学活性。其他研究中也发现与糖基相连的Genistein改构体具有较强的抗细胞增生能力，有的可以引起G2/M阻滞，有的可以破坏纺锤体结构。(https://www.daowen.com)
另一项关于获取新型抗癌Genistein衍生物的研究中合成了24种C7和氨之间具有烷基间隔的化合物。其中一项研究目的是检测烷基长度如何影响 Genistein 衍生物的细胞毒性。毒性实验采用KB和K562细胞系，发现衍生物的IC50值要低于其母体 Genistein的IC50值。效果最好的衍生物C7和氨之间有3个C的间隔，然而对细胞增生产生抑制的机制并不明确。Kohen等通过将N-tert-butoxycarbonylo-1，6-diamino-hexane基团与C2相连获取了一种抗增生活性很高的化合物。尽管这种化合物不具有雌激素活性，但却能以某种形式与雌激素受体发生作用。在雌激素敏感的细胞系中，由于ERα 和ERβ 的比例不同，药物所表现出的抗增生能力也有所不同。ERβ 表达比例较高的细胞系中，药物的毒性作用更明显。而且药物对肿瘤细胞增生的抑制作用要比对正常血管平滑肌细胞的抑制作用明显。除此以外，相关研究还合成了其他异黄酮类物质的衍生物。这些化合物中也有不少表现出比母体更高的抗增生能力。Davis等对daidzein的化学结构进行修饰，得到的新化合物与ERβ 的亲和力极低，在激素依赖和激素非依赖的乳腺癌细胞系中都可以抑制肿瘤的增生。可见异黄酮类物质的衍生物作用途径是多样化的，可不经由ER介导引起细胞死亡。
目前抗肿瘤方面的化学修饰主要还是以提高Genistein对肿瘤细胞的毒性作用为主。但Genistein除了抑制肿瘤增生的作用，也可以抑制肿瘤细胞的侵袭转移。美国西北大学 Raymond C.Bergan教授等基于Genistien改构得到的KBU2046主要关注降低毒性而保留Genistein的抗转移能力。我们在细胞活性检测中发现，KBU2046没有对细胞生存造成负担，可见改构得到的KBU2046成功地降低了Genistein的不良反应。通过侵袭、迁移、运动实验等常规肿瘤转移功能实验，发现KBU2046可以抑制结肠癌细胞系在体外的侵袭迁移能力。二者在抑制肿瘤转移方面的能力并没有体现出较大差异。总之，Genistein和KBU2046都可以在不对细胞产生毒性的条件下，对细胞转移能力产生抑制，这在临床应用方面具有积极意义。
（李 峰）