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近些年来，恶性肿瘤以其强劲的势头威胁着越来越多人们的生命健康。在我国的部分城市和地区，恶性肿瘤的危害甚至超过了心脑血管疾病，成为致死率最高的疾病。由于癌症的致病因素很多，且发病机理颇为复杂，癌症的治疗也成为广大医疗工作者急于攻克的难题之一。氨肽酶N(APN)是一种与肿瘤的发生、侵袭及转移密切相关的锌离子依赖性蛋白酶。正常生理状态下，APN广泛分布于人体多种细胞表面，例如，骨髓源的造血细胞和非造血细胞，脑细胞，成纤维细胞，肾脏、肝脏及小肠的上皮细胞等。APN可以从多种生物活性肽的N-端倒数第二个氨基酸处切断肽键，从而发挥其相应的生物活性作用。它的底物主要有血管紧张素类，细胞因子类，脑啡肽类等。APN在体内的表达失调可导致多种疾病。其中在恶性肿瘤细胞中，APN的过度表达可以增强其对细胞外基质(ECM)的降解，从而促进恶性肿瘤的发生和发展。因此，有效地抑制APN在肿瘤细胞中的表达能够阻断肿瘤的再生和扩散，并加快肿瘤细胞的凋亡。近年来，APN已成为抗肿瘤药物研发的热门靶点。
自从1987年第一个APN抑制剂药物Bestatin在日本上市以来，大量的小分子抑制剂相继被报道，并展现出非常有效的抑制活性，例如，probestin，lapstatin等。数年以来，本课题组主要致力于不同骨架的小分子类肽APN抑制剂的开发和研究，并取得了显著的进展。通过实验室前期的计算机虚拟筛选和初步活性测试工作，我们获得了以5-溴靛红为基本骨架的小分子APN抑制剂2-(5-溴-2-氧螺[[1,3]二氧戊环-2,3-二氢吲哚]-1-基)-N-羟基乙酰胺。
本课题以2-(5-溴-2-氧螺[[1,3]二氧戊环-2,3-二氢吲哚]-1-基)-N-羟基乙酰胺为先导化合物，结合计算机辅助药物设计软件的对接和配体-受体相互作用分析，设计了一系列以靛红为基本骨架的APN抑制剂。我们以不同对位取代的苯胺为基本原料经桑德迈尔反应得到不同取代的靛红骨架，再经缩酮反应、亲核取代反应，最终获得系列靛红类产物。本系列化合物分别对五位的取代基，二氧螺环的大小以及含有羟肟酸的侧链结构进行了改造，考察其对化合物APN抑制活性的影响。终产物以及关键中间体都经过了核磁共振氢谱，高分辨质谱等确证结构。
本课题最后对化合物进行了初步生物活性研究。抑酶活性测试结果表明不同的取代基和二氧螺环对化合物活性略有影响，且含有七元螺环的氯取代化合物展现出最好的抑制活性。而延长侧链后的化合物的抑酶活性大幅下降，可能是由于侧链延长后疏水基团不能够与疏水性口袋之间产生有效的结合。我们还对部分化合物进行了肿瘤细胞株ES-2和MDA-MB-231的抗增殖活性测试，都表现出来较强的抑制肿瘤细胞生长的能力。
本研究不仅对系列化合物做了定量构效关系分析，确定了化合物与APN的作用机制。同时还获得了具有继续开发潜力的先导化合物，为以后的研究工作奠定了基础。