针对转录因子STAT5的新型抑制剂LXX111的作用机理研究

Abnormal activation of the transcription factor STAT5 induces a variety of hematological malignancies, and is also involved in the resistance of targeted anti-cancer drugs. Although several STAT5 inhibitors have been reported, they are not suited for clinical trials due to lack of selectivities and insufficient anti-tumor activities. Therefore, the development of novel potent and selective STAT5 inhibitors have important research impacts. In a previous study, we found that compound LXX111 can interact with STAT5 protein with high affinity and preliminary follow-up research showed that it inhibited the phosphorylation of STAT5 and exhibited anti-tumor activity superior to the existing STAT5 inhibitors. However, its mechanism of action is still unclear. Therefore, this project plans to investigate its mechanism and binding mode, evaluate its effects in cancer cells and mouse tumor xenograft models. This study will increase out understandings on STAT5 functions and provide a new strategy for the development of next-generation STAT5 inhibitors.

转录因子STAT5的高度活化会促进多种血液恶性肿瘤的生长并与肿瘤靶向药物的耐药相关，目前报道的STAT5抑制剂由于其活性和选择性不理想，均不满足目前的研究需求，因此发展新型STAT5抑制剂具有重要的意义。申请人在前期的研究中发现了化合物LXX111能够高亲和力的结合STAT5蛋白，在急性白血病细胞上能够降低STAT5的磷酸化，并体现了强于目前所有STAT5抑制剂的抗增殖活性，但是其深入的作用机制仍不明确，基于此，我们拟以LXX111为研究对象，继续探究该化合物抑制STAT5功能的具体分子作用机制，明确其结合模式，并在白血病细胞及动物肿瘤模型上对其药效进行评价，阐明其作用机理，从而为STAT5抑制剂的研发提供新的研究思路和理论基础。

转录因子STAT5的高度活化会促进多种血液恶性肿瘤的生长并与肿瘤靶向药物的耐药相关，目前报道的STAT5抑制剂由于其活性和选择性不理想，均不满足目前的研究需求。前期研究中，我们发现化合物LXX111在FLT3-ITD急性髓系白血病细胞上能够抑制STAT5的磷酸化，并且具有较好的抗增殖效果，体现了强于目前所有STAT5抑制剂的抗增殖活性。因此我们以此为切入点，对其影响STAT5活性的内在机制进行探究。本项目拟以LXX111为研究对象，继续探究该化合物抑制STAT5功能的具体分子作用机制，明确其结合模式，并在白血病细胞及动物肿瘤模型上对其药效进行评价，阐明其作用机理，从而为STAT5抑制剂的研发提供新的研究思路和理论基础。依据项目书计划，为探索LXX111抑制STAT5的机制，我们首先探索了LXX111是否与STAT5具有直接的结合活性，通过体外的蛋白热泳动以及细胞内的热位移实验，我们确认了LXX111能够与STAT5的两种亚型STAT5A/5B结合。之后，为了探索LXX111与STAT5的具体结合位点，我们对STAT5进行了分段表达及结合测试，确认了LXX111结合于STAT5的SH2 结构域。通过免疫共沉淀实验，我们验证了LXX111能够抑制STAT5的二聚，干扰STAT5与DNA的结合，并且下调STAT5调控的基因如MCL1,MYC的转录水平。除此之外，我们对LXX111的药效进行了评价，在FLT3-ITD急性髓系白血病细胞MOLM13及MV-4-11上，LXX111能够将细胞周期阻滞于G0-G1期，并且能够诱导细胞凋亡，同时在动物肿瘤模型上，LXX111能够有效抑制肿瘤的生长。综上所述，本项目发现了一个新型的具有抗肿瘤活性的STAT5抑制剂，其结构为STAT5抑制剂的开发提供了新型的结构骨架，并为急性髓系白血病的治疗提供了新的研究方向和理论基础。