结直肠癌是一种恶性肿瘤,患者死亡的主要原因可能是结直肠癌细胞的高侵袭和转移性。目前手术切除和化疗是结直肠癌的两种常用治疗方法,然而五年存活率仍然很低。许多化疗药物,如5-氟尿嘧啶,具有很好的疗效,但在体内的非特异性器官分布可能会引起广泛的临床副作用。因此,迫切需要抑制结直肠癌细胞生长相关药物的创新。已有众多小分子化合物被证实在癌症中应用并具备良好抑制癌症生长的效果。吡嗪衍生物是具有infection of a synthetic vascular graft多种生物活性的杂环化合物,如抗癌、抗菌、抗糖尿病和抗胆碱能活性。四唑类化合物是一种重要的杂环合成支架,由于生物异构性、代谢稳定性和其他有利于羧酸和酰胺部分的物理化学性质,广泛应用于医学、生物化学和药理学。因此,含有吡嗪的四氮唑具有四唑和吡嗪的结合部分,这可能为结直肠癌抑癌新药的开发提供策略。本研究的目的是制备新的杂环化合物,探索四唑取代吡嗪化合物的化学酶合成,并评价它们抑制结直肠癌的作用。首先,本研究合成了A1-A4,B1-B7化合物,并从中筛选对结直肠癌细胞生长抑制效果最为明显的化合物B7,分析了对细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭等表型的影响。其次,探索B7诱导结直肠癌细胞凋亡的机制,并发现经B7处理后的细胞线粒体形态发生改变,从而考虑探究B7对结直肠癌细胞自噬的影响。由于自噬与铁死亡存在密不可分的关系,本研究也对铁死亡相关基因进行检测。此外,构建了结直肠癌小鼠模型,并进行给药处理,探究B7对结直肠癌体内肿瘤的抑制作用。最后提取结直肠癌细胞外泌体,并通过反复冻融孵育法搭载B7,以期提高B7药物治疗的结直肠癌组织靶向性。研究结果表明:(1)B7抑制结直肠癌细胞增殖,随着浓度增加抑制效果增强,对比B7对NCM460细胞的影响分析0.4μM B7是处理结直肠癌细胞的最佳剂量;(2)B7诱导结直肠癌细胞凋亡,且经B7处理后Caspase-3表达明显增加,预示B7通过上调Caspase-3诱导结直肠癌凋亡;(3)自噬相关基因Beclin-1表达显著下调,揭示B7下调Beclin-1抑制细胞自噬;(4)同时,检测经B7处理后铁死亡相关基因的表达情况,q-PCR及Western Blot结果显示,B7对结直肠癌铁死亡并没有明显效果;(5)B7抑制结直肠癌细胞迁移和侵袭;(6)构建结直肠癌小鼠模型并进行B7给药处理,每日检测肿瘤体积及小鼠体重等生理指标,发现4μM B7对肿瘤具有良好的抑制效果,且苏木精-伊红染色显示B7治疗后小鼠体内主要脏器没有明显毒性作用,经处理后小鼠体重没有显著影响;(7)研究成功提取了结直肠癌细胞分泌的外泌体,通过反复冻融孵育的方法将外泌体搭载上B7,随后用B7外Berzosertib抑制剂泌体处理细胞,同样验证其诱导细胞凋亡,抑制细胞增殖、迁移和侵袭。综上所述,本研究以四唑取代吡嗪为原料,通过化学酶法合成了化合物B7。Caspase-3在结直肠癌中的表Trichostatin A化学结构达受B7调控,而Caspase-3在肿瘤细胞的凋亡过程中起着至关重要的作用,从而诱导结直肠癌细胞的凋亡。此外,B7还可降低Beclin-1的表达,从而抑制自噬。本研究表明,B7有效抑制了结直肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭,显著抑制了肿瘤细胞的生长,外泌体搭载B7可以靶向抑制肿瘤生长。