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套细胞淋巴瘤(Mantle cell lymphoma，MCL)是一种恶性程度高、预后不良的B细胞非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin lymphoma，NHL)，是生存期最短的淋巴瘤亚型之一。虽然MCL患者对传统化疗有效，但大多数患者易复发，预后差。近年来，随着对MCL发病机制研究的深入，发现套细胞淋巴瘤的发生和发展与多种信号传导通路相关，主要包括B细胞受体信号通路，PI3K/Akt信号通路、NF-κB信号通路和细胞凋亡信号通路等，针对这些信号通路的分子靶向治疗已经在MCL治疗中取得了新进展。
依鲁替尼(Ibrutinib，IBN)是首个上市的口服BTK共价抑制剂。临床研究表明:应用依鲁替尼治疗复发和难治性MCL患者（中位年龄68岁）疗效显著，总缓解率(overall response rate，ORR)为68％。基于此项临床试验结果，美国FDA2013年11月批准依鲁替尼用于治疗复发和难治性MCL患者。然而，随着治疗的进行，多数MCL患者出现依鲁替尼耐药现象，且患者对依鲁替尼耐药后会在12个月内死亡。由此，新型MCL靶向治疗药物的开发成为研究的热点。
对MCL中依鲁替尼耐药机制的研究显示，依鲁替尼获得性耐药的MCL细胞中发现了PI3K/Akt信号通路的活化，且与BTK水平相比，Akt的活化水平真正决定了细胞对依鲁替尼的响应程度。基于此，我们以Akt为靶点，基于Akt的三维晶体结构及ATP竞争性抑制剂与Akt的作用模式，以实验室前期合成的强效Akt抑制剂1为先导化合物，进行结构改造，进行母核和取代基变换，设计合成了苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物和取代氨基嘧啶系列化合物，并测定了目标化合物对Akt的抑制活性及对套细胞淋巴瘤的抗肿瘤活性。
苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物是以4-氯吡咯并嘧啶为原料，通过NBS溴代，芳香亲核取代反应，脱氨基保护得到关键中间体4-哌嗪-吡咯并嘧啶盐酸盐;另一中间体苄位取代苯乙酸是以4-氯苯乙酸为原料，通过酯化反应，自由基溴代反应，亲核取代反应和酯水解反应得到;将关键中间体4-哌嗪-吡咯并嘧啶盐酸盐与苄位取代苯乙酸通过酸胺缩合及必要的脱Boc反应得到苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物。取代氨基嘧啶系列化合物是以二（2-氯乙基）胺盐酸盐为原料通过氨基Boc保护反应，碳负离子取代反应成环，氰基水解反应得到关键中间体1-（羰基叔丁氧羰基）-4-（4-氯苯基）哌啶-4-羧酸，随后与4-哌嗪-吡咯并嘧啶盐酸盐进行酸胺缩合反应及必要的脱Boc反应，得到取代氨基嘧啶系列化合物。
苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物的体外抑酶实验结果显示，该系列多个化合物具有较强的Akt激酶抑制活性，特别是化合物8和14g，其激酶抑制活性与第一个进入临床的Akt抑制剂GSK690693相当。在MCL细胞的生长抑制实验中，多个化合物表现出比GSK690693更高的抑制活性，其中对Akt激酶活性较强的化合物8，14a，14b，14c，14g对MCL细胞株和MCL病人原代细胞抑制活性亦较强，均优于GSK690693和MCL上市药物依鲁替尼。我们选择激酶活性和细胞活性均较强的化合物8和14g进行了初步的作用机制研究，低微摩尔浓度的化合物8和14g可剂量依赖性诱导MCL细胞株Mino和Jeko-1细胞凋亡，阻滞细胞周期在G2/M期，并能显著下调MCL细胞株和病人原代细胞中Akt下游底物GSK3β和S6的磷酸化水平。
取代氨基嘧啶类化合物丧失了对Akt激酶的抑制活性，却保留了MCL细胞的生长抑制活性，部分化合物的MCL抗增殖活性甚至优于GSK690693，其中活性最好的化合物25h对MCL细胞的生长抑制活性和依鲁替尼相当。对化合物25h初步的作用机制研究显示低摩尔浓度的化合物25h可有效诱导细胞凋亡，阻滞细胞周期在G1/G0期。Western blotting实验结果发现化合物25h可显著下调Akt信号通路中Akt及其下游底物S6的磷酸化水平，还可下调ERK信号通路中MEK1/2和ERK1/2信号通路的磷酸化水平，化合物255h可能是潜在的Akt/ERK双通路抑制剂，可作为抗MCL候选药物继续进行研究和开发。
另一方面，在对自有化合物库进行MCL细胞生长抑制体外活性筛选过程中，发现3个不饱和酮类化合物6r，6s和6u表现出比依鲁替尼更强的抗MCL细胞生长抑制活性。MCL细胞株Jeko-1小鼠移植瘤体内实验发现该三个化合物可有效抑制小鼠体内肿瘤生长，延长生存期。基于此，以6r，6s和6u为先导，保留其二氯苯基母核和α，β-不饱和酮功能基团，设计合成Ⅰ系列不饱和酮化合物。
Ⅰ系列目标化合物以2，3-二氯苯基为原料，通过烷基化，傅克酰基化和羟醛缩合反应得到。对该系列化合物的MCL细胞生长抑制活性筛选得到一个对MCL细胞株有较强抑制作用的化合物29o，其活性优于依鲁替尼。分析其构效关系，发现R3取代基为吡啶和二甲氨基苯基时活性较好。基于此，我们继续对母核进行结构优化，得到Ⅱ系列化合物。Ⅱ系列化合物同样以2，3-二氯苯基为原料，通过烷基化，傅克酰基化，亲核取代反应，重排反应和酸胺缩合和羟醛缩合反应制得。
从Ⅰ、Ⅱ系列化合物活性筛选中得到的比依鲁替尼抗增殖活性更强的化合物29o，32a，32b，32c和40，还可显著降低MCL病人原代瘤细胞的存活率。对化合物32c和40的作用机制进行进一步研究发现，化合物32c和40可剂量依赖性诱导细胞凋亡，阻滞细胞周期，且在BTK敲除的MCL细胞中表现出比依鲁替尼更强的生长抑制活性。对化合物29o，32a，32c和40进一步的Mino细胞小鼠移植瘤体内实验发现，化合物29o和40比依鲁替尼更有效的抑制了小鼠体内肿瘤的生长，延长了小鼠生存期。
本论文共合成两系列共27个Akt小分子抑制剂和两系列共35个不饱和酮类化合物，共62个小分子化合物，所有化合物均通过了核磁共振氢谱、碳谱结构确证。经查阅文献证实，所合成的目标化合物均为新化合物，未见文献报道。
本论文合成的所有化合物均进行了MCL细胞体外或体内活性研究。其中多个化合物表现出比依鲁替尼更强的抗MCL细胞活性。该研究结果为MCL靶向药物的进一步设计，研究化合物抗肿瘤机制，筛选抗肿瘤候选药物奠定了基础。
依鲁替尼(Ibrutinib，IBN)是首个上市的口服BTK共价抑制剂。临床研究表明:应用依鲁替尼治疗复发和难治性MCL患者（中位年龄68岁）疗效显著，总缓解率(overall response rate，ORR)为68％。基于此项临床试验结果，美国FDA2013年11月批准依鲁替尼用于治疗复发和难治性MCL患者。然而，随着治疗的进行，多数MCL患者出现依鲁替尼耐药现象，且患者对依鲁替尼耐药后会在12个月内死亡。由此，新型MCL靶向治疗药物的开发成为研究的热点。
对MCL中依鲁替尼耐药机制的研究显示，依鲁替尼获得性耐药的MCL细胞中发现了PI3K/Akt信号通路的活化，且与BTK水平相比，Akt的活化水平真正决定了细胞对依鲁替尼的响应程度。基于此，我们以Akt为靶点，基于Akt的三维晶体结构及ATP竞争性抑制剂与Akt的作用模式，以实验室前期合成的强效Akt抑制剂1为先导化合物，进行结构改造，进行母核和取代基变换，设计合成了苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物和取代氨基嘧啶系列化合物，并测定了目标化合物对Akt的抑制活性及对套细胞淋巴瘤的抗肿瘤活性。
苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物是以4-氯吡咯并嘧啶为原料，通过NBS溴代，芳香亲核取代反应，脱氨基保护得到关键中间体4-哌嗪-吡咯并嘧啶盐酸盐;另一中间体苄位取代苯乙酸是以4-氯苯乙酸为原料，通过酯化反应，自由基溴代反应，亲核取代反应和酯水解反应得到;将关键中间体4-哌嗪-吡咯并嘧啶盐酸盐与苄位取代苯乙酸通过酸胺缩合及必要的脱Boc反应得到苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物。取代氨基嘧啶系列化合物是以二（2-氯乙基）胺盐酸盐为原料通过氨基Boc保护反应，碳负离子取代反应成环，氰基水解反应得到关键中间体1-（羰基叔丁氧羰基）-4-（4-氯苯基）哌啶-4-羧酸，随后与4-哌嗪-吡咯并嘧啶盐酸盐进行酸胺缩合反应及必要的脱Boc反应，得到取代氨基嘧啶系列化合物。
苄位取代吡咯并嘧啶系列化合物的体外抑酶实验结果显示，该系列多个化合物具有较强的Akt激酶抑制活性，特别是化合物8和14g，其激酶抑制活性与第一个进入临床的Akt抑制剂GSK690693相当。在MCL细胞的生长抑制实验中，多个化合物表现出比GSK690693更高的抑制活性，其中对Akt激酶活性较强的化合物8，14a，14b，14c，14g对MCL细胞株和MCL病人原代细胞抑制活性亦较强，均优于GSK690693和MCL上市药物依鲁替尼。我们选择激酶活性和细胞活性均较强的化合物8和14g进行了初步的作用机制研究，低微摩尔浓度的化合物8和14g可剂量依赖性诱导MCL细胞株Mino和Jeko-1细胞凋亡，阻滞细胞周期在G2/M期，并能显著下调MCL细胞株和病人原代细胞中Akt下游底物GSK3β和S6的磷酸化水平。
取代氨基嘧啶类化合物丧失了对Akt激酶的抑制活性，却保留了MCL细胞的生长抑制活性，部分化合物的MCL抗增殖活性甚至优于GSK690693，其中活性最好的化合物25h对MCL细胞的生长抑制活性和依鲁替尼相当。对化合物25h初步的作用机制研究显示低摩尔浓度的化合物25h可有效诱导细胞凋亡，阻滞细胞周期在G1/G0期。Western blotting实验结果发现化合物25h可显著下调Akt信号通路中Akt及其下游底物S6的磷酸化水平，还可下调ERK信号通路中MEK1/2和ERK1/2信号通路的磷酸化水平，化合物255h可能是潜在的Akt/ERK双通路抑制剂，可作为抗MCL候选药物继续进行研究和开发。
另一方面，在对自有化合物库进行MCL细胞生长抑制体外活性筛选过程中，发现3个不饱和酮类化合物6r，6s和6u表现出比依鲁替尼更强的抗MCL细胞生长抑制活性。MCL细胞株Jeko-1小鼠移植瘤体内实验发现该三个化合物可有效抑制小鼠体内肿瘤生长，延长生存期。基于此，以6r，6s和6u为先导，保留其二氯苯基母核和α，β-不饱和酮功能基团，设计合成Ⅰ系列不饱和酮化合物。
Ⅰ系列目标化合物以2，3-二氯苯基为原料，通过烷基化，傅克酰基化和羟醛缩合反应得到。对该系列化合物的MCL细胞生长抑制活性筛选得到一个对MCL细胞株有较强抑制作用的化合物29o，其活性优于依鲁替尼。分析其构效关系，发现R3取代基为吡啶和二甲氨基苯基时活性较好。基于此，我们继续对母核进行结构优化，得到Ⅱ系列化合物。Ⅱ系列化合物同样以2，3-二氯苯基为原料，通过烷基化，傅克酰基化，亲核取代反应，重排反应和酸胺缩合和羟醛缩合反应制得。
从Ⅰ、Ⅱ系列化合物活性筛选中得到的比依鲁替尼抗增殖活性更强的化合物29o，32a，32b，32c和40，还可显著降低MCL病人原代瘤细胞的存活率。对化合物32c和40的作用机制进行进一步研究发现，化合物32c和40可剂量依赖性诱导细胞凋亡，阻滞细胞周期，且在BTK敲除的MCL细胞中表现出比依鲁替尼更强的生长抑制活性。对化合物29o，32a，32c和40进一步的Mino细胞小鼠移植瘤体内实验发现，化合物29o和40比依鲁替尼更有效的抑制了小鼠体内肿瘤的生长，延长了小鼠生存期。
本论文共合成两系列共27个Akt小分子抑制剂和两系列共35个不饱和酮类化合物，共62个小分子化合物，所有化合物均通过了核磁共振氢谱、碳谱结构确证。经查阅文献证实，所合成的目标化合物均为新化合物，未见文献报道。
本论文合成的所有化合物均进行了MCL细胞体外或体内活性研究。其中多个化合物表现出比依鲁替尼更强的抗MCL细胞活性。该研究结果为MCL靶向药物的进一步设计，研究化合物抗肿瘤机制，筛选抗肿瘤候选药物奠定了基础。