Hsp90受体介导的抗肿瘤靶向药物偶联物的设计、合成及生物活性研究

Individualized targeting therapy is a promising treatment for the cancer patients. The appropriate targeting inhibitor can be prepared for specific targets(receptor), then be used as vehicles to target cell-killing payloads to tumor cells. Inhibitor-Drug Conjugates can be viewed as sophisticated delivery systems for antitumor cytotoxic drugs. The molecular chaperone heat shock protein 90(Hsp90) is important in maintaining the conformation, stability, and function of many proteins involved in cancer cell surviving . Inhibition of Hsp90 leads to destabilization of client proteins required for oncogenesis, which may explain why cancer cells exhibit a greater dependency on the heat shock response compared to normal cells. Thus Hsp90 inhibitors can be developed into molecules "Trojan horse" to targeting pass drugs. We have synthesized a new series of Hsp90 inhibitor, and show excellent affinity with Hsp90 which measured by fluorescence polarization. In this study, we will synthesis of a new series Hsp90i-Linker-payload conjugates, study the stability, targeting, efficiency payloads released of the drug conjugates by molecular biological test, and provide a theoretical basis for the design of novel drug conjugates which mediated by Hsp90i. Implementation of this project has the potential to find new targeted anticancer drugs.

个体化靶向治疗已成为肿瘤临床治疗的新趋势。针对特定的靶点(受体)设计相应的抑制剂，将其与效应分子（细胞毒性药物）偶联制备成相应的靶向偶联药物，可以实现药物的靶向输送，达到抗肿瘤药物高效低毒的目的。热休克蛋白90（heat shock protein 90，Hsp90）具有特殊的分子伴侣功能，参与了众多与肿瘤增殖和凋亡调控信号相关的分子构象与稳定性的调节，因此Hsp90抑制剂可以开发成药物靶向传递的分子“特洛伊木马”。我们已经合成了一系列Hsp90抑制剂，经荧光偏振法测定其具有与Hsp90优异的亲和力。本研究将Hsp90抑制剂与效应分子通过合适的接头偶联起来，合成一系列Hsp90i-Linker-payload偶联物，通过生物活性测试研究分子稳定性、靶向性、效应分子释放效率，为新型Hsp90i介导的药物偶联物的设计提供理论基础。本项目的深入开展有望发现新型具有潜在药用前景的靶向抗肿瘤药物。

热休克蛋白90（HSP90）是重要的抗肿瘤靶标。HSP90作为分子伴侣与其他辅助分子伴侣形成复合体，并与细胞内的客户蛋白结合在一起，促进这些蛋白进行适当装配、折叠，从而达到其活性构象并增加其稳定性。在非小细胞肺癌、乳腺癌、胃癌、慢性骨髓性白血病、前列腺癌及表皮样癌等多种癌症中突变的或者过表达的HER2、EGFR、AKT、p53、BCR-ABL和Raf等都是HSP90的客户蛋白。而这些蛋白多涉及肿瘤的发生、增殖、转移和血管生成等过程，与肿瘤的侵袭密切相关。因此，开发新型高效的HSP90抑制剂用于癌症治疗是一种重要的途径。.为了寻找新型、高效的HSP90抑制剂，为开发抗肿瘤药物提供新的化学前体，本项目以已进入临床Ⅱ期的Luminespib（NVP-AUY922）为先导化合物，在HSP90抑制剂构效关系研究的基础上，归纳出抑制剂的药效基团模型。再根据各药效团结构特征，通过计算机模拟设计出全新结构的4取代的3-芳基-5-酰胺异恶唑类化合物。.本项目对目标化合物进行了逆合成分析，设计了目标化合物与关键中间体的路线。共合成了52个化合物。所有化合物都经过1H NMR（400MHz、500MHZ）、13C NMR（100MHz、125MHz）和MS（ESI-APCI）的确证。最后提供了所有目标化合物的结构信息，并讨论了合成实验结果。.本项目分别测定了目标化合物与HSP90的两种亚型HSP90α、HSP90β的结合能力同时测定了目标化合物对人肺癌细胞系（A549）、人乳腺癌细胞系（MCF-7）、慢性骨髓性白血病细胞系（K562）、前列腺癌细胞系（DU145）及试验用表皮癌细胞系（Hela）的抑制活性。结果显示：除化合物1外所有化合物都具有HSP90酶活性以及相关癌细胞的抑制活性，其中个别化合物的活性优于阳性对照Luminespib（NVP-AUY922）。.综上所述，我们对设计合成的52个化合物进行了生物活性测试，结果表明98%的化合物对HSP90酶及相关癌细胞具有抑制作用，为进一步的药物开发奠定了基础。