以端粒G-四链体为靶的新型铂配合物的抗端粒酶阴性肿瘤活性研究

Telomerase negative cancers which keep their telomere length by Alternative Lengthening of Telomere, are also defined as ALT cancers. Since the anti-cancer therapy that specifically target ALT is not yet available. Therefore, ALT cancers is a big challenge for cancer therapy. Our preliminary studies suggested that Pt(II) complex induces the death of ALT cancer cells by specifically binding to telomeric G-quadruplex and inhibiting telomere lengthening. This project plans to design and synthesize a series of organic-inorganic hybrid Pt(II) complexes. By investigating the interaction between them and telomeric G-quadruplex in vivo we can reveal the conformation of telomeric G-quadruplex and its function in homologous recombination of telomeric DNA in ALT cells. Furthermore, we can identify some ALT cancers targeted Pt(II) complexes as potential drugs for cancer therapy by physiology, pathology, toxicology and animal experiments. This study will not only clarify the conformation of telomeric G-quadruplex and its function at telomere, but also provide valuable anti-cancer drugs and treatment schemes for ALT cancer therapy. Therefore, the study of Pt(II) complex as telomeric G-quadruplex targeted cancer therapy drug has significant value for both theoretical guidance and clinical application.

端粒酶阴性肿瘤依靠端粒延伸替代机制（alternative lengthening of telomeres，ALT）来维持端粒长度，因此又叫ALT肿瘤。由于缺乏靶向性药物，ALT肿瘤一直是癌症治疗中的一大难点。在前期的工作中我们发现铂配合物可通过诱导及稳定端粒G-四链体来抑制ALT细胞端粒的延伸，进而诱导ALT细胞死亡。在此基础上，本课题拟通过设计、合成一系列有机-无机杂化的多核铂配合物，系统研究铂配合物与端粒G-四链体之间的构效关系，并结合生理、病理、毒理及动物实验，创造、发现能有效抗ALT肿瘤的铂配合物。该研究不仅能从细胞水平上阐明ALT细胞中端粒G-四链体的构型及作用，还能针对ALT肿瘤提供靶向性的抗肿瘤药物及可能的治疗方案。因此，以端粒G-四链体为靶的铂配合物的抗ALT肿瘤活性研究具有重要的理论指导意义及临床应用价值。

端粒酶阴性肿瘤依靠端粒延伸替代机制（alternative lengthening of telomeres，ALT）来维持端粒长度，因此又叫ALT肿瘤。由于缺乏靶向性药物，ALT肿瘤一直是癌症治疗中的一大难点。DNA G-四链体（G4）是富含鸟嘌呤碱基的一种特殊核酸结构，是目前抗肿瘤药物设计的重要靶点。本研究紧紧围绕ALT机制和DNA-G4开展，阐明了端粒DNA-G4能够通过抑制端粒DNA同源重组及D-loop的形成来抑制ALT肿瘤细胞端粒的延伸。本研究还发现，DNA-G4除了广泛存在于端粒和原癌基因区之外，还存在于与肿瘤转移和浸润相关的基因区（例如FAK）。因此，DNA-G4的形成及稳定不仅能抑制ALT机制、调控原癌基因的转录和表达、诱导强烈的DNA损伤，还能通过调控肿瘤转移与浸润相关基因的转录与表达、抑制肿瘤的转移与浸润。在此基础上，我们还惊喜的发现，肿瘤炎症微环境能够进一步增强DNA-G4稳定剂诱导DNA损伤的能力及抗肿瘤转移的能力。基于此，我们进一步通过计算机药物设计平台和配位化学的合成手段，设计、合成了一系列新型三核顺铂类衍生物作为DNA-G4的靶向性稳定剂。体内外实验均证明该类稳定剂对DNA-G4具有高的稳定能力和结合能力，能通过诱导DNA-G4的形成及稳定抑制端粒的维持机制、诱导DNA损伤及抑制肿瘤细胞的增殖和转移能力，负荷移植瘤的动物实验进一步验证了其通过靶向DNA-G4抗ALT肿瘤活性。我们的实验结果表明，DNA-G4是潜在的ALT肿瘤治疗新靶点，以DNA-G4为靶点的铂类配合物是潜在的靶向性抗ALT肿瘤药物。