FAPα targeting prodrug design of novel 1，2-disubstituted hydrazines and the endowed anti-cancer characteristic

ZHANG Chao; LIU Lujie; WANG Chanxi; ZHU Wenda; HE Yepu; LIU Zhijun; CHEN Heru

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250012

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FAPα targeting prodrug design of novel 1，2-disubstituted hydrazines and the endowed anti-cancer characteristic

Research articles | 更新时间：2025-11-14

- FAPα targeting prodrug design of novel 1，2-disubstituted hydrazines and the endowed anti-cancer characteristic
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni Vol. 64, Issue 4, Pages: 69-78(2025)
- 作者机构：
  
  1.中药及天然药物研究所 / 中药现代化与创新药物研究国际合作联合实验室 / 暨南大学药学院，广东广州 510632
  2.广州药本君安医药科技股份有限公司，广东广州 510663
  3.暨南大学广东省中药药效物质基础及创新药物研究重点实验室，广东广州 510632
  4.暨南大学生物活性分子与成药性优化全国重点实验室，广东广州 510632
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250012
  CLC： R961
- Received：13 January 2025，
  
  Accepted：24 February 2025，
  
  Published Online：24 March 2025，
  
  Published：25 July 2025
- 稿件说明：
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张超,刘璐洁,王婵茜等.新型1，2-二取代肼的FAPα酶靶向前药设计及赋予的抗癌作用特征[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2025,64(04):69-78.

ZHANG Chao,LIU Lujie,WANG Chanxi,et al.FAPα targeting prodrug design of novel 1，2-disubstituted hydrazines and the endowed anti-cancer characteristic[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2025,64(04):69-78.
张超,刘璐洁,王婵茜等.新型1，2-二取代肼的FAPα酶靶向前药设计及赋予的抗癌作用特征[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2025,64(04):69-78. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250012.

ZHANG Chao,LIU Lujie,WANG Chanxi,et al.FAPα targeting prodrug design of novel 1，2-disubstituted hydrazines and the endowed anti-cancer characteristic[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2025,64(04):69-78. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250012.

摘要

为探讨1，2-二取代肼的FAPα酶靶向前药及抗癌特征，通过在1，2-二取代肼的肼基上键合苄氧羰基甘氨酰脯氨酰基（Z-GP-），合成了2个新型1，2-二取代肼的FAPα酶靶向前药化合物，分别为2-苄氧羰基甘氨酰脯氨酰基-2-（4-甲氧基）苯基-1-（4-（N-异丙基）氨甲酰基）苄肼（

Z-GP-5a

）和2-苄氧羰基甘氨酰脯氨酰基-2-（6-甲氧基-2-）萘基-1-（4-（N-异丙基）氨甲酰基）苄肼（

Z-GP-5b

）。建立体外FAPα酶切模型，验证Z-GP-被酶切的可能性。利用NIH-3T3及非原代肿瘤细胞株C6、K1735、HepG-2、MDA-MB-231、B16验证其减毒特性。体外酶解实验证实，

Z-GP-5a

和

Z-GP-5b

能被FAPα酶解，释放出2-（4-甲氧基）苯基-1-（4-（N-异丙基）氨甲酰基）苄肼（

）和2-（6-甲氧基-2-）萘基-1-（4-（N-异丙基）氨甲酰基）苄肼（

），具有FAPα酶靶向性；同时，

Z-GP-5a

和

Z-GP-5b

对小鼠胚胎成纤维细胞NIH-3T3的细胞毒性相比于

和

有所

降低，初步验证其减毒效果。噻唑蓝法（MTT）检测发现，在孵育时间为48 h的情况下，

Z-GP-5a

和

Z-GP-5b

对C6、K1735、HepG-2、MDA-MB-231、B16五株常见非原代肿瘤细胞株均表现出比相应母药

和

低的细胞增殖抑制活性。与

相比，

Z-GP-5a

对C6、K1735和B16细胞株的增殖抑制活性有所降低，其抑制活性分别降低1.23、2.06和2.38倍；对于HepG-2和MDA-MB-231细胞株而言，其增殖抑制活性分别降低9.95和15.0倍。另外，与

相比，

Z-GP-5b

对C6、MDA-MB-231和B16细胞株的增殖抑制活性分别降低了6.50、6.14和13.0倍。缀合物

Z-GP-5a

和

Z-GP-5b

分别为

和

的FAPα酶靶向前药化合物，在细胞水平上达到一定的减毒增效效果。

Abstract

The aim of this study is to investigate the FAPα targeting prodrugs and anti-cancer characteristic of 1，2-disubstituted hydrazines. By bonding carbobenzoxy glycylprolyl （Z-GP-） on the diazinyl of 1，2-disubstituted hydrazines， two FAPα targeting prodrugs of novel 1，2-disubstituted hydrazines，including 2-carbobenzoxy glycylprol-yl-2-（4-methoxy）phenyl-1-（4-（

-isopropyl）aminoformyl）benzyl hydrazine （

Z-GP-5a

） and 2-carbobenzoxy glycylprolyl-2-（6-methoxy-2-yl） naphth-1-（4-（N-isopropyl）aminoformyl）benzyl hydrazine （

Z-GP-5b

） have been designed and synthesized.

In vitro

enzymatic hydrolysis model was set up to verify the cleavage possibility of Z-GP group. Mouse embryonic cells （NIH-3T3） and five common non-primary tumor cell lines including rat glioma cells （C6）， mouse melanoma cells （K1735）， human liver cancer cells （HepG-2）， human breast cancer cells （MDA-MB-231）， and murine melanoma cells （B16） were applied to confirm the toxicity-attenuation of both prodrugs.

In vitro

enzymatic hydrolysis experiments showed that

Z-GP-5a

and

Z-GP-5b

can be cleaved by recombinant human resource FAPα enzyme， releasing 2-（4-methoxy）phenyl-1-（4-（N-isopropyl）aminoformyl）benzyl hydrazine （

） and 2-（6-methoxy-2-yl）naphth-1-（4-（N-isopropyl） aminoformyl）benzyl hydrazine （

）， respectively. This evidence preliminarily indicates the FAPα

enzyme targeting characteristic of

Z-GP-5a

and

Z-GP-5b

. The cytotoxicity of

Z-GP-5a

and

Z-GP-5b

to NIH-3T3 showed less than that of

and

， respectively， implying the toxicity-attenuation of both prodrugs. By employing MTT assay， under the condition of 48-hour incubation，

Z-GP-5a

and

Z-GP-5b

were shown with less anti-cancer activity against five common non-primary tumor cell lines， which are C6， K1735， HepG-2， MDA-MB-231， and B16 than their respective parent compounds

and

. The anti-growth inhibition activity of

Z-GP-5a

to C6， K1735， and B16 was 1.23-， 2.06-， and 2.38-fold less than that of

， respectively； while to HepG-2 and MDA-MB-231， it was 9.95-， and 15.0-fold decrease， respectively. On the other hand， the anti-growth inhibition activity of

Z-GP-5b

to C6， MDA-MB-231， and B16 was 6.50-， 6.14-， and 13.0-fold less than that of

， respectively. All data support that

Z-GP-5a

and

Z-GP-5b

are the FAPα targeting prodrugs of their respective parent compounds

and

. It is expected to achieve the effect of reducing toxicity and increasing efficiency clinically.

关键词

Keywords

references

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