基于依鲁替尼耐药机制的新型BTK及AKT抑制剂的设计、合成及生物活性评价

Consistent activation of B cell receptor (BCR) signaling plays a vital role for the survival and proliferation of malignant B cells. The Bruton’s tyrosine kinase (BTK) is a critical node of BCR signaling and is an essential therapeutic target for the treatment of mantle cell lymphoma (MCL). Ibrutinib, a first-in-class BTK inhibitor, is approved by the FDA. Although ibrutinib is extremely efficacious in the relapsed/refractory MCL, the resistance to ibrutinib has been emerged. The main mechanism of acquired resistance had been illustrated as the BTK C481S point mutation and abnormal activation of AKT. Development of novel BTK and AKT inhibitors is a practical strategy to overcome ibrutinib resistance. In this project, a series of novel BTK and AKT inhibitors will be designed and synthesized. The synthesized compounds will be evaluated both for inhibitory activity against the wild type/ C481S mutated BTK and AKT kinase and for antiproliferative effects in mantle cell lymphoma cell lines. The in vivo effect for some selected compounds will also be investigated in patient-derived xenograft mouse model.

B细胞受体（B cell receptor, BCR）信号通路的异常活化是B细胞肿瘤发生发展的重要因素。BTK（Bruton’s tyrosine kinase）是BCR信号通路中的重要调节分子，是设计开发治疗套细胞淋巴瘤（MCL）药物的重要靶标。依鲁替尼（IBN）是已上市的BTK共价抑制剂，临床用于治疗B-细胞恶性肿瘤，然而随着治疗的进行，耐药性已经出现。设计开发对IBN耐药的MCL有效的新型BTK抑制剂具有重要意义。本课题基于对IBN产生耐药机制不同，分别采用不同策略设计合成结构新颖BTK和AKT抑制剂，测定目标化合物对野生型和C481S突变型BTK以及AKT的抑制活性、对MCL细胞株的生长抑制活性，探讨构效关系，用MCL患者来源的移植瘤小鼠模型进行体内抗肿瘤活性评价，发现对IBN耐药的MCL有效的化合物，研究作用机制，为开发治疗MCL靶向药物奠定基础。

基于对IBN耐药机制的研究发现MCL患者对IBN产生耐药性出现疗效降低的主要原因，一是BTK C481S突变，二是MCL细胞中AKT高表达，因此，为解决IBN的耐药性问题，本课题拟从以下两个方面进行：.1) 针对由MCL中高表达的AKT引起的IBN的耐药性，我们以前期筛选的对IBN耐药的MCL细胞株有活性的AKT抑制剂AF21和AF28为先导物，采用骨架跃迁策略设计合成了两个系列新型AKT抑制剂，并对目标化合物进行了相应的生物活性评价。结果表明：在1μM浓度下，大部分Y系列和AH系列化合物对AKT1激酶和PC-3细胞均具有一定的抑制活性。化合物Y10和Y16对AKT1激酶的半数抑制浓度为31.8nM和23.5nM。Y10和Y16对前列腺癌PC-3细胞的生长抑制活性的半数抑制浓度11.5μM和6.4μM。化合物AH8和AH10对AKT1的抑制活性IC50值分别为24.3nM 和26.9nM，比阳性药GSK690693（IC50=22.3 nM）的活性略低，而化合物AH8（IC50=3.7μM）和AH10(IC50=9.8μM)对PC-3细胞生长抑制活性明显强于阳性药(IC50=14.1μM)。化合物AH8可以有效的抑制AKT下游底物GSK3β的磷酸化水平，并呈现浓度依耐性，与阳性药的作用效果相当。化合物AH8处理PC-3细胞48h，可以明显诱导细胞凋亡，并呈现剂量依赖性。化合物AH8对多株套细胞淋巴瘤(MCL)细胞均显示出很强的生长抑制活性，IC50值均处于低微摩尔（IC50=1~3μM），其生长抑制活性较阳性药GSK690693和IBN相当。.2）以IBN和ACP-196为先导物，在对BTKC481S突变有活性的非共价BTK抑制剂化合物4与BTK结合模式的指导下，对IBN和ACP-196结构中的疏水性侧链进行结构改造，使其能够占据特异性H3疏水性口袋；采用药物化学原理设计合成了1个系列具有全新结构的新型非共价BTK抑制剂，并对合成的目标化合物进行了相应的生物活性评价。.在50µM浓度下，大多数化合物对RAW264.7细胞均有表现出一定的抗增殖活性作用。在1μM浓度下，大分部M系列化合物丧失对BTK激酶的抑制活性，只有化合物M10，M22，M35显示出较低的抑制活性。由结果可知，M系列化合物结构修饰失败，我们将进一步继续开发新型的BTK抑制剂。.