WYC-02(Protoapigenone)為本研究團隊首度由台灣蕨類植物粗毛金星蕨發現 之抗癌活性成分並發表於植物藥國際期刊 Planta Medica 上 [1]。因該成分優 異之抗癌效果，本實驗室以完整之 SAR 之研究與開發 WYC-02 全合成路徑，
成功發表於 2007 年藥物化學頂尖期刊 Journal of Medicinal Chemistry []。同 時，本研究團隊亦著手探討此成分所進行之藥理機制與毒理學研究，以前列 腺癌與卵巢癌為研究標的證實本成分之抗癌效果與 MAPK 家族中 p38 與 JNK 之活化有相當密切的關係，以抑制劑與 siRNA 方式證實 WYC-02 誘導癌細胞 自我凋亡係經由活化 p38 與 JNK 之路徑達成，其研究成果分別於 2008 年發 表於 Cancer Letter 與 Journal of Pharmacology and experimental therapeutics [4,6]。後續本研究團隊更針對可能引起 JNK 與 p38 路徑之作用點探索，發現 Chemistry中(First Total Synthesis of Protoapigenone and its Analogs as Potent Cytotoxic Agents, J. Med. Chem.,2007, 50(16), 3921-3927.) WYC-02 的全合成 步驟共六步，其合成方法如下：
50%KOH/EtOH, RT MOMO
O OH
MOM O
OBn
I2/Pyridine MOMO EtOAc/MeOH, RT
MOMO
HCl/iPrOH, RT HO 的Acetonitrile/H2O溶媒系統中不易溶所致：
O Acetonitrile/H2O
O MOMO
OH
OH
O (Bad solubility)
4
然而更換溶解度較佳的反應溶媒如THF、Acetone等卻無法得到認何產物，
在 藥 理 機 制 研 究 上 ， 本 研 究 團 隊 釐 清 WYC-02(protoapigenone) 與 又說明Acetonitrile/H2O似乎是此氧化反應所必需的。為了解決總產率低下的 問題，就必須將反應原料的溶解度提高。可行的方法有：1)提高溶媒的量以 增加溶解度。2)提高反應溫度以增加溶解度。近年來，微波反應在有機合成 上的應用相當廣泛，許多反應在微波的條件下都能有意想不到的好處及效 果。因此欲解決WYC-02 合成產率低下的問題，或許微波反應或許會是可行 的方法：
O O
O
OH
TAIB Acetonitrile/H2O
apigenin(如下圖)兩種結構在抗癌機制上的差異，藉此研究 WYC-02 結構 B 環上 的重要性。
透過研究我們發現，雖然 apigenin 同 protoapigenone 皆可誘導癌細胞死亡，但是 所進行之機制有顯著差異。依先前研究，WYC-02 為一種經 JNK 活化依賴型之 抗癌成分，然而在 apigenin 卻非經由此路徑，結果如下圖所示，PAO 即
protoapigenone，AP 則為 apigenin。
O
O
R R OH
Microwave
5
保護基的天然物Apigenin。這個意外的結果說明了WYC-02 的合成路徑將能 由原本的六步大大的縮短，不僅省下的大量的合成時間，也節省了相當多的 實驗經費。但由於Commercial的Apigenin價格仍然十分昂貴，大量購買仍是 不明智的方法。然而我們又意外的發現，Narigenin這個與Apigenin結構十分 相似的天然物不僅也可由Commercial獲得，價格也比Apigenin便宜甚多。而 在I2/Pyridine的條件下，Narigenin可以經由相當高的產率(95%)合成Apigenin：I2/Pyridine
90℃
Naringenin Apigenin
接著 Apigenin 便可在 70℃, 1 min, 500 W 的微波條件下進行高價碘氧化，反
Apigenin Protoapigenone
(WYC-02) OH
6
Luteolin Dimer
Apigenin
WYC-02
Dimer Luteolin
而以上各衍生物的初步活體外細胞毒殺篩選實驗的結果如下，其中帶有正丁 基取代的化合物 7 具有相當不錯的活性，或許是另外一個有潛力的先導化合 物：
除了衍生物的合成外，我們也嘗試了 WYC-02 的放大製備。在相同反應條 件下，我們將 800 mg、2 g、5 g 的 Apigenin 反應，分別得到 251 mg、546 mg、
.18 g 的 WYC-02，產率幾乎都維持在 20%以上，可說十分穩定：
Entry Apigenin WYC-02 Yield(%) 1
7
8
1 800 mg 251.3 mg 29.6%
2 2 g 546.2 mg 25.8%
3 5 g 1.18 g 22.3%
此一新方法雖能簡單又快速的將WYC-02 合成，但是唯一的缺點便是在分離 純化產物上，需使用大量昂貴的C18 gel才能有效的純化出產物，這在大量 製備經費上的考量會是一大重點，因此如何減少花費或是如何使用不同的分 離方法將能帶給此新方法相當大的助益。以上所有研究成果已投稿至Plos ONE期刊並已被接受。(Plos ONE, 2011, 6(8), 23922)
另外，先前在生技製藥橋接計畫辦公室的協助下，本研究團隊與桓宇化 研製藥公司進行委外試驗合作，茲將放大實驗的結果與所遭遇之問題於下圖 呈現。：
6. 結
委
條件與原本實驗室規模的反應條件有所差異有關。經由以上圖示 可知，若能有適當的分離方法，由 Naringenin 半製備成 Apigenin 再經由微 原料提供上將有實質上的助益。
論與建議
外試驗最後所得到的終產物 WYC-02 約 2 g，與原本預計的量出入甚 大，除了原本高價碘反應產率低下的原因外，其它可能造成的因素應與放大 反應時反應
波合成 WYC-02 會是相當不錯的方法，對於 WYC-02 的新藥臨床前試驗的
9
二. 參考文獻
茲將四年來所有執行 WYC-02 國家型計畫相關之論文及專利發表如下：
WYC-02 相關論文發表：
1. Lin, A. S., Chang, F. R., Wu, C. C., Liaw, C. C., and Wu, Y. C.*, “New cytotoxic flavonoids from Thelypteris torresiana＂, Planta Med., 2005, 71, 867
2. Lin, A. S., Chang, F. R., Yen, H. F., Bjorkeborn, H., Norlen, P., and Wu, Y.
C.*, “Novel flavonoids of Thelypteris torresiana.＂, Chem. Pharm. Bull.
(Tokyo), 2007, 55, 635
3. Lin, A. S., Nakagawa-Goto, K., Chang, F. R., Yu, D., Morris-Natschke, S. L., Wu, C. C., Chen, S. L., Wu, Y. C.*, and Lee, K. H., “First Total Synthesis of Protoapigenone and its Analogs as Potent Cytotoxic Agents＂ J. Med. Chem., 2007, 50, 3921-3927.
Chang, H. L., Wu, Y. C., Su, J. H., Yeh, Y. T., and Yuan, S. S.,
pigenone, a Novel Flavonoid, Induces Apoptosis in Human Prostate
-dependent apoptosis in human breast cancer cells associated with induction of oxidative stress and inhibition of glutathione S-transferase π＂ Invest. New Drugs. 2010, In press.
, H. L., Su, J. H., Yeh, Y. T., Lee, Y. C., Chen, H. M., Wu, Y. C.*, and cell growth in vitro and in vivo＂, Cancer Lett, 2008, 267, 85
., Chuang, D. W., Chang, F. R., Chang, Y. C., Cheng,
protoapigenone leads to DNA damage, apoptosis, and G(2)/M arrest in lung
u Y. C.*, “Direct semi-synthesis of the anticancer
WY ：
4.
“Protoa
Cancer Cells through Activation of p38 Mitogen-Activated Protein Kinase and c-Jun NH2-Terminal Kinase 1/2＂, J. Pharmacol. Exp. Ther., 2008, 325, 84184
5. Chen, W.Y., Hsieh, Y.A., Tsai, C.I., Kang, Y.F., Chang, F.R., Wu, Y.C.*, Wu, C.C.*., “Protoapigenone, a natural derivative of apigeninm, induces mitogen-activated protein kinase
6. Chang
Yuan, S. S.*, “Protoapigenone, a novel flavonoid, inhibits ovarian cancer 7. Chiu, C. C., Chang, H. W
lead-drug protoapigenone from apigenin, and synthesis of further new cytotoxic protoflavone derivatives.”, Plos ONE, 2011, 6(8), 23922 C-0209 相關論文發表
10
Tsai, L.M.,
ed., 2011, 50(9), 1151 專利
9. Chen, H.M., Chang, F.R., Hsieh, Y.C., Cheng, Y.J., Hsieh, K.C.,
Lin, A.S., Wu, Y.C.*, Yuan, S.S.*, “A novel synthetic protoapigenone analogue, WYC02-9, induces DNA damage and apoptosis in DU145 prostate cancer cells through generation of reactive oxygen species＂, Free Radic.
Biol. M
11
學合成研究上便可有相當不錯的發表，進而其抗癌活性良好，機轉特殊，更
是藥理 話題 C-02 於學術研究上的價值無庸置疑。第二，
WYC-02 參與「2010 年生技醫藥技術服務聯盟發表會」，發表題目為
「創新 YC02
司 料統計，在 2007 年人口數前四
多的國 、美國及大陸因罹患卵巢癌而致死的人數多達一萬五千人，
在歐洲 之多； 腺癌更 症普遍度 性
罹患率 病。 就新增大約 23 萬罹癌患者，而且造成二萬
七千多位病患死亡。由此 其治
就有 300 ，並以每年 5%的成長率擴 場主體
雖著重於激素相關藥物，但化學合成藥物仍有一定之市場。目前前列腺癌化 學合成藥物多以紫衫醇為主，但其專利有效期已過，導致市價與利潤大幅下 滑。以技術層面而言，相對於紫杉醇，WYC-02
並估計可在進入前列腺癌市場初期分享到紫杉醇一部份產值。基於此前提，
我們相信 WYC-02 及其衍生物之發展潛力無可限量，目前本研究團隊在其相 關研究上仍有許多新發現，研究成果也將陸續於新一期的”生技醫藥國家型計 畫”中發表，未來是否能推向臨床值得我們樂觀期待。
研究的熱門 ，因此 WY 曾獲選
抗癌新藥 W 」，與會廠商代表反應熱烈，共有四廠商、一創投公 與本實驗室接洽，進行一對一會談。根據資
家裡，印度
更有三萬人 而前列 是全球癌 第三高，美國男
第二高的疾 在 2006 年
可知， 療藥物市場之大，光是 2006 年全球產值 增。現今治療前列腺癌的市
億美元
的製造能大幅減少生產成本，
表 Y04
2010/08/22-2010/08/26 美國 波士頓
本會核定 補助文號
NSC 99-2323-B-039-002
會議 名稱
(中文) 第二百四十屆美國化學年會
(英文) The 240th American Chemical Society National Meeting & Exposition 發表
論文 題目
(中文) 台灣蔗糖萃取物之化學成分與生物活性之研究
(英文) Chemical constituents and biological activity of Taiwanese sugar cane extract
報告內容應包括下列各項： Chemical Society) 主席 Joseph S. Francisco 博士，美國化學年會是一年一度融合各方領域 人才聚集的世界型會議，與會學者與人員超過一萬多名，超過三百多場演講且內容含蓋 有機、無機、分析、生物化學、農業及食物化學等領域。此次為期五天(八月二十二日至 八月二十六日)的會議，我們主要焦點在農業及食物化學部分，早上演講廳共分有三個 section (A,B,C)，分別為學生研究研討會、天然藥物預防疾病及其化合物分離純化及鑑 定，最後為一般發表文獻演講，探討天然物藥理活性成分之機轉路徑或有效成分之純化 及鑑定。第一天下午的演講亦分為三個 section，Section A 是青年科學家獎研討會、Section B 為探討天然物之對預防及對抗疾病之體外試驗模式，第一場印象深刻的是由 F. Pellati
附件三
表 Y04
發表的由紫椎花 E. pallida 之成分 polyacetylenes 及 polyenes 之分離純化、結構鑑定、合 成及細胞毒殺活性探討、Section C 為一般發表文獻演講。
二、與會心得
此次會議內容除一般化學領域之外，對於中草藥的研究更是精彩萬分，不論是植 物藥分離純化及結構鑑定技術。對於中草藥與食物化學之成分與藥理研究更精湛。透 過本次與會，可以實地感受到世界各國學者在研究上的態度與想法，同時也感受到中 草藥研究日益蓬勃的盛況。
此外亦參觀了在會場海報展區陳列許多本次與會學者發表期刊及研究海報，眾多 研究主題或是研究內容讓個人充分了解現在學術上各國家發展的進度及成果，本國學 術成就並不會落後於其他國家甚至已有超前之勢，會場中各國家的學者專家皆熱烈討 論交換彼此研究心得及分享研究經驗，彼次吸收彼此研究經驗、教學相長增加其他相 關領域知識學習機會，希望可以使日後的研究可以有更進一步的發展及更棒的計畫提 出。目前新藥發展中，西藥合成已經趨於飽和且西藥成分有可能的毒性問題，往往無 法通過毒理試驗，所以從中草藥中探討其成分對人類疾病有貢獻的化合物是目前最快 的捷徑，神農本草經中記載、歸納上品藥即是無毒可長服用的藥物，除了從中草藥中 研究有效成分也可以盡可能先行避開在新藥開發中的毒性問題。
並且藉由此次出席國際會議的機會，讓自己的研究成果可以公開，並接受各國學者挑戰 及交流。並且可以比較各國研究的水平，在學術交流之餘，也深刻體會到在地人文及難 得接觸的文化。同時也深深感受到，現在很多國家已經開始對天然物的應用及研究越來 越重視和普及，他們對天然中草藥的科學化推廣及學術研究也很快的發展中，由此可見，
中草藥的研究是當今世上熱門的方向，因此，我們要更加倍思考如何將中草藥研究發揚
中草藥的研究是當今世上熱門的方向，因此，我們要更加倍思考如何將中草藥研究發揚