基于FGFR4V550M激酶蛋白结构特征设计新型选择性高效抑制剂及其抗乳腺癌研究

The FGFR4V550M mutation was detected in 13% of breast cancer. Thus, design of small molecule inhibitors can selectively block FGFR4 mutant signaling pathway, has the very good prospects for breast cancer treatment. Through computer-assisted analysis on the binding mode of Ponatinib and FGFR4V550M, we find that Met and benzene group in Ponatinib have serious conflict of steric hindrance. We also found that Cys-552 in FGFR4 is different from FGFR1-3 in the same position. We plan to design a series of new FGFR4V550M inhibitors by Modification of the amide group, alkyne group and imidazo[1,2-b]pyridazine group in Ponatinib. Meanwhile, several inhibitors will be choosed to test the inhibition on FGFR4V550M and other RTKs, investigating the anti-tumor activity in vitro and in vivo, supplemented by CAD docking techconique and ATP competition experiments conclusive evidence of the binding mode and the sites of the FGFR4V550M. This project will provide new sites of action targeting FGFRV550M in anti-breast cancer.

FGFR4是FGFR家族中较新的一员，已成为人类癌症研究前沿的重要角色。在乳腺癌中，以FGFR4V550M点突变发生率可高达13%以上。因此，设计能选择性阻断促瘤性FGFR4突变体信号传递的小分子抑制剂，具有很好的乳腺癌治疗前景。我们详细分析了抑制剂Ponatinib与FGFR4V550M的结合模式，发现突变后的甲硫氨酸与Ponatinib中甲苯母核有严重的位阻冲突，且FGFR4的552位氨基酸与FGFR1-3在该位置的氨基酸不同。本项目中，我们改造Ponatinib上的酰胺、炔烃与咪唑并哒嗪部分，设计一类新型FGFR4V550M选择性抑制剂。测试对FGFR4V550M和其他激酶的抑制，表征体内外抗肿瘤活性，并辅以分子对接技术和ATP竞争实验确证与FGFR4V550M的结合模式和位点。本项目将为以FGFR4V550M为靶标的抗乳腺癌药物研究提供新的作用位点和研究基础。

FGFR4的过表达和突变会导致下游信号通路的持续激活，与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关。特别在乳腺癌中，以FGFR4V550M 为代表的点突变发生率可高达13% 以上。目前的抑制剂对FGFR4的激酶选择性较差，且都只针对FGFR4 野生型（FGFR4WT）有抑制作用。本课题中，我们以FGFR4V550M为靶标，以化合物Ponatinib为先导化合物，利用基于靶点蛋白三维结构的计算机辅助药物设计和经典药物设计理论，设计并合成了20多个Ponatinib改造化合物，并通过波谱学手段表征了它们的结构。在激酶和细胞层面对其进行了系统的FGFR4V550M选择抑制活性评价。选取活性较好的化合物，对其作用机制和靶点进行了确认，还初步检测了其体内代谢和抗肿瘤活性。本课题为以FGFR4V550M为靶标的抗乳腺癌药物研究提供新的作用位点和研究基础。