基于高能量功能细胞库筛选的新型选择性激酶小分子抑制剂的发现及生物机制研究

发布时间：2018-07-22 15:31

【摘要】：蛋白激酶的功能获得性突变或过度表达是导致癌症的重要因素之一。近年来,针对蛋白激酶的小分子抑制剂研究也逐渐成为抗癌药物研究中备受瞩目的方向,特别是2001年Imatinib在临床试验上所取得的巨大成功,使得激酶抑制剂作为一类靶点明确,毒副作用较轻的新型抗癌药物迅速跻身于抗癌治疗的一线药物中。然而随着激酶抑制剂在临床上的大规模应用,它们的局限性也不断显现出来,如选择性不高而导致的脱靶性毒副作用及长期用药后产生的获得性耐药等问题。因此,开发选择性高,能克服耐药性突变的新型小分子激酶抑制剂具有重要的基础研究意义和临床应用价值。此外,尽管目前已经发现了将近530种蛋白激酶,但是许多蛋白激酶在人体内的生理和病理功能尚不明确,发展针对这些激酶的高选择性小分子抑制剂将有助于人们揭示这些激酶的新的作用机制并发现新的疾病治疗靶点。本研究基于以激酶为靶点的BaF3功能细胞库,采用高通量筛选的方法,发现了5个新型选择性激酶抑制剂：CHMFL-110, CHMFL-74, CHMFL-155, CHMFL-159, 和 STK16-IN-1。在经过一系列体内外药效学评价后,我们发现：(1) CHMFL-110是一个靶向c-KIT激酶的高选择性抑制剂,和已批准上市的c-KIT抑制剂Imatinib和Sunitninb相比,能够完全摒除对ABL和FLT3激酶的脱靶效应,并对胃肠间质瘤细胞GIST-T1和GIST-882的增殖具有明显的抑制作用(GI50分别为0.021μM和0043 μM)。在动物模型体内,CHMFL-110表现出良好的药代动力学性质和抗肿瘤活性,有进一步开发成为治疗胃肠间质瘤药物的潜力。(2) CHMFL-074是靶向Bcr-Abl激酶的选择性抑制剂,它不仅对Bcr-Abl靶点的抑制作用比Imatinib强(IC50:25nM),而且能够克服Imatinib耐药性突变E255K, F317I, F317L, M351T, Q252H, Y253F 和 F369P,对Bcr-Abl阳性病人原代细胞的增殖和动物模型体内肿瘤的生长都有较强的抑制效果,是一个有望应用于慢性髓细胞性白血病的新型激酶抑制剂。(3)CHMFL-155与CHMFL-74的结构类似,但我们发现,该化合物不仅对Bcr-Abl靶点活性较高(IC50:46nM),对c-KIT靶点也有较强的抑制作用(IC50:75nM),且口服吸收效果良好,可作为Bcr-Abl/c-KIT抑制剂进行慢性髓细胞白血病和胃肠间质瘤两个方向的药物开发。(4)CHMFL-159是一个靶向PDGFRα的高选择性抑制剂,不仅对结构与PDGFRα类似的其他激酶如ABL、c-KTI、FLT3、VEGFR等没有抑制作用,对PDGFRβ也有近44倍的选择性差异。在PDGFRα依赖性细胞模型EOL-1上,低浓度的CHMFL-159就能够明显抑制细胞增殖及PDGFRα介导的信号通路,在动物模型体内,CHMFL-159 (100mg/kg/d)的抑瘤率达到100%,是研究PDGFRa生理和病理功能的有利工具,并有望应用于PDGFRa相关的肿瘤治疗上。(5)STK16-IN-1是针对目前研究较少的STK16激酶开发的高选择性抑制剂(IC50:0.295μM),我们以它作为药理学研究工具发现在乳腺癌细胞MCF-7中,抑制STK16会引起双核细胞的增多和G2/M期细胞周期阻滞。在将STK16基因沉默后,我们也发现了相同的现象。这一研究结果初步揭示了STK16激酶在细胞有丝分裂中的作用,也为下面进一步研究STK16的生理或病理功能奠定基础。
[Abstract]:In recent years , we have found that : ( 1 ) CHMFL - 110 is a high - selectivity inhibitor targeting c - KIT kinase , and it has been found that : ( 1 ) CHMFL - 110 is a high - selectivity inhibitor targeting c - KIT kinase . ( 2 ) CHMFL - 074 is a selective inhibitor targeting Bcr - Abl kinase . ( 5 ) STK16 - IN - 1 was a high - selectivity inhibitor ( IC50 : 0.295 渭M ) developed for STK16 - kinase in the present study . We found that in MCF - 7 breast cancer cells , the inhibition of STK16 resulted in increased proliferation of dual - core cells and G2 / M phase arrest . The results of this study initially revealed the role of STK16 kinase in cell mitosis and lay the foundation for further study of the physiological or pathological function of STK16 .
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R979.1

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本文编号：2137917