新机制抗肿瘤药物先导物发现研究和靶向MLKL的PROTACs分子合成及活性研究

本论文基于肿瘤潜在治疗靶点FOXM1和凝血酶,采用计算机辅助药物设计结合经典药物设计方法寻找小分子抑制剂,开展了新机制、新结构类型抗肿瘤药物先导物发现工作。对细胞坏死性凋亡通路的关键蛋白MLKL采用PROTACs技术进行了降解剂的设计合成和活性研究工作。主要内容如下:第一部分是新机制抗肿瘤药物先导物发现研究。凝血酶在肿瘤进展的血管生成通路上发挥着关键作用,在肝癌组织中显著过表达,促进肝癌侵袭、迁移。本部分拟基于凝血酶抑制剂寻找HCC治疗药物先导物,探索其治疗价值。首先测定凝血酶抑制剂达比加群酯的HCC抑制活性,它对HCCLM6,HepG2 和 HCCLM3 肝癌细胞的 IC50 值分别为 54.238μM,36.244 μM 和6.277μM,弱于阳性对照药索拉非尼,具有一定的HCC抑制活性。针对Dab与凝血酶的结合模式,以其为先导物设计合成了目标化合物25个,细胞水平筛选其抗HCC活性,并初步总结了构效关系,得到了活性优于先导物的NX-9-2,NX-15-2和NX-16-2,其中NX-9-2的活性最佳,IC50值为1.26μM,较先导化合物Dab(IC50=8.81μM)提升7-8倍,优于阳性对照药索拉非尼(IC50=9.10 μM)。以上研究证实了达比加群酯乃至凝血酶抑制剂对HCC的治疗价值,为HCC药物治疗新靶点的确证,以及新机制、新结构类型抗HCC药物发现奠定了基础。FOXM1是一种转录调节因子,能调节细胞周期相关因子,促进G1/S和G2/M相转换和有丝分裂发生,促进DNA损伤修复和肿瘤血管生成。FOXM1在87%的浆液型卵巢癌组织中高表达,促进肿瘤细胞的侵袭、迁移和血管生成。本部分拟寻找高亲和力的FOXM1抑制剂分子。首先研究目前认可度最高的FOXM1抑制剂分子FDI-6与FOXM1的结合口袋与关键位点。同时在虚拟化合物库中对FDI-6进行相似性检索,提取相似性结构。对相似结构进行分子对接,择优GNE-140 IC50进行SPR亲和力评价,从中发现XST-102、XST-106和XST-119三个化合物对FOXM1的亲和力高于FDI-6。其中最优化合物XST-119细胞水平对三株卵巢癌细胞(ES2、SKOV3和OVCAR8)的IC50值分别为6.22 μM,20.62 μM和7.82 μM,优于先导化合物FDI-6对三种卵巢癌细胞的抑制活性(30.28 μM,51.36μM,38.56 μM),与阳性药物顺铂相当(5.9 μM,11.74μM,13.66 μM)。SKOV3裸鼠皮下成瘤模型中XST-119也表现出显著活性,但弱于阳性药顺铂。以上研究发现了对FOXM1亲和力更强、卵巢癌抑制活性更优的小分子XST-119,可作为FOXM1的化学selleckchem VP-16生物学研究工具,助力FOXM1作为药靶的分子生物学研究,也可作为药物先导物开展进一步研究,为新机制、新结构类型卵巢癌治疗药物研究奠定了基础。第二部分是靶向MLKL的PROTACs分子合成及活性研究。细胞坏死通路与多种疾病存在着密切的关系,MLKL是细胞坏死通路的关键执行蛋白,参与多种疾病的进展。目前尚无MLKL的PROTACs分子研究被报道。本部分旨在寻找MLKL强有力的降解剂分子,为研究MLKL与疾病的关系提供物质基础,同时为靶向MLKL药物研究提供依据。本部分基于MLKL抑制剂NSA和TC13172合成了 17个PROTACs分子,对目标化合物首先进行靶蛋白降解能力评价,并在细胞水平研究其抑制细胞坏死性凋亡及减少细胞因子释放的能力,发现ZS11301能降解MLKL并抑制细胞坏死,减少细胞因子IL6的释放。以上研究首次合成了 MLKL的PROTACs分子,发现了具有确切功能的化合物ZS11301,为进一步研究MLKL的功能及与疾病的关系奠定了物质基础,对研究坏死性凋亡相关疾病具有重要意义。论文研究的两部分工作共合成化合物101个,目标化合物42个(未见文献报道化合物33个),所有secondary endodontic infection目标化合物的结构均经1H NMR、13C NMR和HRMS确证。