p53激活剂RITA及其类似物的设计、合成及抗肿瘤活性研究

Cancer is a common frequently-occurring disease threat to human health, tumor suppressor genes p53 was mutated or deactivated in nearly 50% human cance. p53-based Anti-cancer therapies have become one of the hot spots in the research and development.of antitumor drugs in recent years. Tricyclic thiophene derivative RITA rescues p53 function by blocking p53-Mdm2 interaction, resulting in tumor apoptosis, cell-cycle arrest or senescence in p53 (wt) cancer cells. In this project, RTIA was selected as a lead compound to explore a new efficient and effective route to synthesis RITA and its analogues, and a series of substituted tricyclic α-heteroaryl (funan/thiophene) derivatives were designed, synthesized and screened, and their structure activity relationship (SAR) was studied. New RITA analogues with little side effect, good selectivity, stronger antitumor effect were gained through the optimization of their structure.The new mechanism of their anti-tumor effect will be achieved by further study their antitumor function. The exploration of RITA and their analogues of pharmacokinetic and pharmacodynamic properties will be convenient for clinical research. The success of this project will provide new research ideas and experimental evidence to antitumor drugs research and development and prospects for p53-based cancer therapies.

恶性肿瘤是严重威胁人类健康的常见多发病，人类近50%恶性肿瘤发生了抑癌基因的p53的突变或失活，通过激活p53来抗肿瘤已成为近年来抗肿瘤药物研发的热点之一。三环噻吩类似物RITA具有良好的抗肿瘤功能，在p53(wt)肿瘤细胞中，它可重新激活p53，调控其下游诸多的调控因子，最终引起肿瘤细胞周期阻滞和凋亡；本项目以RITA为先导化合物，探索实用且高效合成RITA及其类似物的新路线，设计并合成一系列RITA的类似物，并筛选其抗肿瘤的生物活性，研究其构效关系；通过优化RITA的类似物结构，获得结构新颖、毒副作用小，选择性好且抗肿瘤活性较RITA好的化合物；深入研究RITA及其类似物抗肿瘤作用，以期发现其抗肿瘤作用的新机制。同时探究RITA及其类似物的药效学与药动学性质，进行这类化合物的临床前研究。本项目的成功研发，将为以p53为靶点性抗肿瘤药物的研发提供新的研究思路和实验依据。

肿瘤抑制基因p53在调控细胞周期、DNA修复、细胞凋亡和衰老等方面扮演着中心转录因子的角色。MDM2（鼠双微基因2）是p53基因的一个主要负调节者，它与p53的N-末端结合，抑制其转录活性。此外，miR-34a是p53下游的一个直接效应因子，它在肿瘤组织中的表达较正常组织的低，恢复miR-34a的表达可调控其下游与肿瘤的发生、发展有关的直接效应因子（CDK4，E2F1等）的表达，进而诱导肿瘤细胞凋亡或衰老、阻滞细胞周期。在含野生型p53（wtp53）的人类肿瘤细胞中，设计能阻断p53-MDM2相互作用的小分子来重新p53通路，是一种很有前途的治疗含wtp53肿瘤的策略。.三环噻吩类化合物RITA在许多含野生型p53的肿瘤细胞中能够干扰p53-MDM2的相互作用，重新激活p53，进而阻滞肿瘤细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡。本项目以RITA作为先导化合物，探索了合成RITA及其类似物的新方法，实用且高收率地合成了RITA及其类似物，此方法便于实现RITA及其类似物的工业化。.采用MTT法检测了RITA及其类似物抗增殖活性，结果显示它们对含p53(wt)的HCT116、MCF-7、A549和K562等细胞具有明显的抑制活性，而对HCT116 TP53-/-活性较低，且多个类似物的活性优于或接近于先导化合物RITA（其中代表性化合物1f在MCF-7的IC50为28 nM，而RITA为54 nM）。综合这些数据，初步探讨了RITA及其类似物的构效关系。除此之外，100 nM的RITA和化合物1f在HCT116中可以明显地激活p53的表达。在HCT116细胞，我们发现RITA及其化合物1f（400 nM）通过上调miR-34a的表达（RT-PCR），下调其下游靶蛋白E2F1、CDK4的表达，诱导肿瘤细胞周期阻滞于G0/G1，最终以p53依赖的方式诱导肿瘤细胞凋亡。1f在人肝微粒体中具有一定的稳定性，半衰期40.5分钟。另外，代谢组学研究表明RITA通过干扰磷脂和嘌呤的代谢，抑制细胞的生长，达到抗肿瘤的作用效果。本项目的研究成果已发表SCI论文10篇，会议论文1篇，申请国家发明专利2项。本项目对以 p53 为靶点性抗肿瘤药物的研发提供新的研究思路和实验依据。