[发明专利]7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑脱氧氨基葡萄糖、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了如下三个7‑硝基苯并‑2‑氧杂‑1,3‑二唑(NBD)脱氧氨基葡萄糖(NBDG)类化合物及其药学上可接受的盐，其制备方法和和用途。本发明的关键点在于：如下化合物是一种带荧光素的脱氧葡萄糖类似物，用于监测活细胞组织对葡萄糖的摄取，是判断细胞活力的指标之一，也用于监测局部肿瘤形成。也可作为葡萄糖转运检测方法中高灵敏度的荧光标记物。

技术领域

本发明属于医药技术领域。本发明涉及一系列含7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD)脱氧氨基葡萄糖(NBDG)的合成方法，和此类化合物作为一种带荧光素的葡萄糖替代物在检测葡萄糖转运方法中的应用。

背景技术

葡萄糖是细胞主要的能量来源，外界葡萄糖需要通过细胞膜上转运蛋白实现葡萄糖的跨膜转运过程。哺乳动物细胞有两类主要的葡萄糖转运蛋白，一类是易化扩散的葡萄糖转运体(glucose transporter,GLUT)，以易化扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖，其转运过程不消耗能量；另一类是钠依赖的葡萄糖转运体(sodium dependent glucosecotransporter,SGLT)，以主动方式逆浓度梯度转运葡萄糖。

虽然葡萄糖转运过程对于细胞而言非常重要，但人类对这一过程的认识尚不清楚。2014年，中国的科研团队率先解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构[1]，并获得人源葡萄糖转运蛋白GLUT3处于不同构象的3个高分辨率晶体结构，完整地揭示出葡萄糖转运蛋白GLUT3如何识别底物α-D-glucose和β-D-glucose并完成葡萄糖转运过程的分子机理[2]。

但是，由于葡萄糖转运体种类较多，已报道的GLUT多达14类，SGLT有3类，且不同组织细胞膜的葡萄糖转运体分布有区别，因此，各种葡萄糖转运体转运葡萄糖的具体机制还需要进一步研究。

在生物学研究中，常用的几种葡萄糖转运检测方法如采用D-glucose代谢的酶学检测，方法简介如下：2-DG被葡萄糖转运载体摄取，然后被代谢成2-脱氧葡萄糖-6-磷酸(2-DG6P)。不可代谢的2-DG6P会在细胞中积累，与细胞的葡萄糖摄取呈正比。积累的2-DG6P被酶氧化，生成NADPH，然后用NADPH的发色感应器检测。吸光度信号可以被吸光度酶标仪检测。但该方法是间接反映糖摄取水平，且细胞内NADPH的生成容易受到细胞其他代谢途径的影响。

采用同位素或荧光标记的glucose示踪法。此类方法可直接反映葡萄糖的摄取水平，但同位素使用受到安全性制约，且操作复杂、成本高。荧光标记的葡萄糖类似物最常见的即NBDG，操作简单，使用时没有安全性制约，尤其是2-NBDG，有较多文献报道。

2-NBDG，英文全名2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)amino]-D-glucose，是一种带荧光素的脱氧葡萄糖类似物，常用于监测活细胞组织对葡萄糖的摄取，是判断细胞活力的指标之一，也用于监测局部肿瘤形成。NBDG约在465/540nm下表现出最大激发和发射波长，因此可以用该波长范围的共聚焦显微镜、酶标仪和流式细胞仪来检测。目前2-NBDG已经商品化，大部分研究葡萄糖摄取的发表文献，都采用2-NBDG作为葡萄糖的替代物，我们前期也采用2-NBDG进行体内外水平的葡萄糖摄取检测[3-5]。