[發明專利]7-硝基苯并-2-氧雜-1,3-二唑脫氧氨基葡萄糖、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 201811501558.2
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN111285906A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 趙哲輝;申竹芳;環奕;雷平生;楊爽;劉率男;李彩娜
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院藥物研究所
• 主分類號: C07H1/00
• 分類號: C07H1/00;C07H17/00;G01N21/64;C09K11/06
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本發明公開了如下三個7?硝基苯并?2?氧雜?1,3?二唑(NBD)脫氧氨基葡萄糖(NBDG)類化合物及其藥學上可接受的鹽，其制備方法和和用途。本發明的關鍵點在于：如下化合物是一種帶熒光素的脫氧葡萄糖類似物，用于監測活細胞組織對葡萄糖的攝取，是判斷細胞活力的指標之一，也用于監測局部腫瘤形成。也可作為葡萄糖轉運檢測方法中高靈敏度的熒光標記物。

技術領域

本發明屬于醫藥技術領域。本發明涉及一系列含7-硝基苯并-2-氧雜-1,3-二唑(NBD)脫氧氨基葡萄糖(NBDG)的合成方法，和此類化合物作為一種帶熒光素的葡萄糖替代物在檢測葡萄糖轉運方法中的應用。

背景技術

葡萄糖是細胞主要的能量來源，外界葡萄糖需要通過細胞膜上轉運蛋白實現葡萄糖的跨膜轉運過程。哺乳動物細胞有兩類主要的葡萄糖轉運蛋白，一類是易化擴散的葡萄糖轉運體(glucose transporter,GLUT)，以易化擴散的方式順濃度梯度轉運葡萄糖，其轉運過程不消耗能量；另一類是鈉依賴的葡萄糖轉運體(sodium dependent glucosecotransporter,SGLT)，以主動方式逆濃度梯度轉運葡萄糖。

雖然葡萄糖轉運過程對于細胞而言非常重要，但人類對這一過程的認識尚不清楚。2014年，中國的科研團隊率先解析出人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的三維晶體結構[1]，并獲得人源葡萄糖轉運蛋白GLUT3處于不同構象的3個高分辨率晶體結構，完整地揭示出葡萄糖轉運蛋白GLUT3如何識別底物α-D-glucose和β-D-glucose并完成葡萄糖轉運過程的分子機理[2]。

但是，由于葡萄糖轉運體種類較多，已報道的GLUT多達14類，SGLT有3類，且不同組織細胞膜的葡萄糖轉運體分布有區別，因此，各種葡萄糖轉運體轉運葡萄糖的具體機制還需要進一步研究。

在生物學研究中，常用的幾種葡萄糖轉運檢測方法如采用D-glucose代謝的酶學檢測，方法簡介如下：2-DG被葡萄糖轉運載體攝取，然后被代謝成2-脫氧葡萄糖-6-磷酸(2-DG6P)。不可代謝的2-DG6P會在細胞中積累，與細胞的葡萄糖攝取呈正比。積累的2-DG6P被酶氧化，生成NADPH，然后用NADPH的發色感應器檢測。吸光度信號可以被吸光度酶標儀檢測。但該方法是間接反映糖攝取水平，且細胞內NADPH的生成容易受到細胞其他代謝途徑的影響。

采用同位素或熒光標記的glucose示蹤法。此類方法可直接反映葡萄糖的攝取水平，但同位素使用受到安全性制約，且操作復雜、成本高。熒光標記的葡萄糖類似物最常見的即NBDG，操作簡單，使用時沒有安全性制約，尤其是2-NBDG，有較多文獻報道。

2-NBDG，英文全名2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)amino]-D-glucose，是一種帶熒光素的脫氧葡萄糖類似物，常用于監測活細胞組織對葡萄糖的攝取，是判斷細胞活力的指標之一，也用于監測局部腫瘤形成。NBDG約在465/540nm下表現出最大激發和發射波長，因此可以用該波長范圍的共聚焦顯微鏡、酶標儀和流式細胞儀來檢測。目前2-NBDG已經商品化，大部分研究葡萄糖攝取的發表文獻，都采用2-NBDG作為葡萄糖的替代物，我們前期也采用2-NBDG進行體內外水平的葡萄糖攝取檢測[3-5]。