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研究生： 黃安琪
AnChi Huang
論文名稱： 合成Bortezomib衍生物抑制肝癌細胞與siRNA nanocarrier之合成和細胞穿透研究
Bortezomib Congeners Induce Apoptosis of Hepatocellular Carcinoma via CIP2A Inhibition and Synthesis of Nanocarriers for the Efficient Intracellular siRNA Delivery and Gene Silencing
指導教授： 侯敦仁
Duen-Ren Hou
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度： 100
語文別： 中文
論文頁數： 177
中文關鍵詞： 基因沉默 、肝癌
外文關鍵詞： Bortezomib, siRNA, CIP2A, RNAi, Hepatocellular carcinoma
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    • 此論文有兩篇主題，首先是合成抗癌藥物Bortezomib的衍生物進行對肝癌（Hepatocellular carcinoma）細胞抑制的探討。肝癌是臺灣男性中最常發生的腫瘤。其治療方法多侷限於手術；化療則是較後期病患的主要治療方式。但這些一般、傳統的治療方法在延長病患的生命上，效果很有限。因此尋找有效的肝癌治療方法，仍有迫切的需要。我們將藉由化學合成一系列Bortezomib的衍生物，再由細胞實驗結果探討其結構與活性的關聯。
    第二個主題是合成奈米載體（nanocarrier），以照光可斷裂的linker（Photocleavable Linker）為中心，兩端分別接有RNAi及聚乙二醇（poly (ethylene glycol)），使其進入細胞後進行基因抑制。RNAi技術在藥物研究中應用日趨廣泛，可以解決在藥物開發中的一些瓶頸問題，如藥物的標靶作用、標靶效用的強化，從而節省時間和資金，提高成功率。在此，我們合成一個結構簡單的載體，期望設計出一個以聚乙二醇為主體並且使其具有穿膜載體之功能，並透過細胞實驗觀察其效果。

    Topic 1：
    Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most deadly cancer among the males in Taiwan. It is also one of the most difficult tumors to treat. For the patients in advanced stage, relapse or metastatic tumors, chemotherapy is still the main treatment. However, traditional chemotherapeutic agents did not show acceptable responses in prolonging patients’ survival in HCC.
    Bortezomib, a proteasome inhibitor, has been clinically approved for use in the treatment of multiple myeloma and mantle cell lymphoma. It also has been shown to reduce the acticity of CIP2A and cause cell apoptosis. Here, we based on bortezomib, prepared a series of novel compounds and conducted the SAR study. The results showed that compound 1a was able to repress the CIP2A activity and leading to cell apoptosis as bortezomib, but less inhibitive effects on proteasome activity. Such finding should be helpful in the future design of new CIP2A inhibitors.
    Topic 2：
    RNA interference (RNAi) has been the focus in recent biological studies and shown its potential in medicine. However, the delivery of small interfering RNA (siRNA) to the targeted cells and the penetration of the cell membrane remain the major hurdles for the application of RNA interference in therapeutics.
    To overcome this challenge, we synthesized a siRNA nanocarrier which combined polyethylene glycol (PEG), photocleavable linker (PL) and thiolated siRNA. Their ability in achieving the gene silencing, i.e. penetrating the cell membrane and knocking down the expression of GFP gene, was screened. The initial positive results suggest that to the formation of the well-shaped particles is important in the penetration of the cell membrane, although our siRNA-PL-PEG nanocarriers are free of the conventional cationic lipid or polymers as the counter ions.

    中文論文摘要 IV ABSTRACT V 圖目錄 VI 表目錄 X 附圖目錄 XI TOPIC I 合成BORTEZOMIB衍生物抑制肝癌細胞 1 第一章 序論 2 1-1 前言 2 1-2 現今肝癌的治療方法 2 1-3 標靶藥物：SORAFENIB 4 1-4 BORTEZOMIB 6 1-5 BORTEZOMIB發展過程 7 1-6 BORTEZOMIB於抑制肝癌細胞之研究 9 第二章 BORTEZOMIB衍生物之合成研究與討論 11 2-1 化學方法對BORTEZOMIB進行結構修飾 11 2-2 文獻上合成BORTEZOMIB的方法 13 2-3 逆合成分析 14 2-4 化合物4的製備 15 2-5 化合物1A及化合物9的製備 16 2-6 化合物12的製備 17 2-7 化合物7的製備 18 2-8 化合物10的製備 18 2-9 化合物11的製備 19 2-10 單醯胺鍵硼酯的製備 19 2-11 單醯胺鍵硼酸的製備 20 第三章 BORTEZOMIB衍生物之生物活性實驗研究與討論 21 3-1 發展帶有PINANEDIOL基團的BORTEZOMIB衍生物 21 3-2 改變硼酸結構與抑制細胞生長活性的關係 22 3-3 改變PYRAZINOIC環結構與抑制細胞生長活性的關係 24 3-4 單醯胺鍵的硼酸化合物之活性 26 3-5 BORTEZOMIB衍生物的標靶確認 26 3-6 綜合結果討論 30 第四章 結論 31 TOPIC II SIRNA奈米載體之合成與細胞穿透研究 32 第一章 序論 33 1-1 前言 33 1-2 RNAI的發現 34 1-3 RNAI的機制 36 1-4 RNAI的應用與發展 39 1-4-1 RNAi的優勢 39 1-4-2 RNAi在醫療上的困難 39 1-4-3 迄今的發展 40 1-4-4 RNAi在疾病治療上的應用 45 1-5 實驗動機與目的 46 第二章 合成奈米載體之研究與討論 47 2-1 分子設計 47 2-2 聚乙二醇 48 2-3 照光斷裂之機制 51 2-4 逆合成分析 52 2-5 化合物54的製備 53 2-6 化合物55的製備 54 2-7 化合物56的製備 54 2-8 化合物59的製備 55 2-9 化合物61的製備 55 2-11 化合物50的製備 56 第三章 奈米載體之細胞實驗研究與討論 59 3-1 高效能液相層析儀（HPLC） 59 3-2 電泳（ELECTROLYSIS） 60 3-3 細胞實驗（IN VITRO TEST） 61 3-4 動態散射光譜（DLS） 62 3-5 穿透式電子顯微鏡（TEM） 63 3-6 表面電位分析儀（ZETA POTENTIAL ANALYZE） 65 3-7 不同光照連結體之差異探討 66 3-7-1 動態散射光譜 67 3-7-2 穿透式電子顯微鏡之影像 69 3-8 穿透細胞膜路徑之探討 72 第四章 結論 74 實驗步驟 75 參考文獻 99

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