新型IKKβ抑制剂逆转bFGF诱导非小细胞肺癌耐药的作用、机制研究及其新药设计

Drug resistance leads to the failure of a part of chemotheraphy for non-small cell lung cancer (NSCLC). The development of new agents that reverse the drug resistance in NSCLC chemotheraphy is urgently needed. Recent study showed that the IKKβ/NF-κB pathway was involved in drug-resistance of NSCLC , and bFGF/FGFR signaling was significantly activated inside. Silencing IKKβ by shRNA could reserve drug resistance of NSCLC cells. In our previous study, a novel IKKβ inhibitor L50H25 was found, which showed a evident reversal against bFGF-induced cisplatin resistance of NSCLC H460 cells. This provided us an excellent probe compound and lead compound to demonstrate the resistance-reversal mechanism and discover the new chemotherapeutic agents for NSCLC. In this project, we plan to investigate the reversal effect and the mechanism involved in L50H25 targeting IKKbeta and blocking bFGF-IKKbeta/NF-kappaB by a series of experiments including IKKβ-siRNA cells, cisplatin resistant cells, animal in vivo experiments and cilinically resistant tissue samples of lung cancer etc. Meanwhile, according to the structural characteristics of IKKβ, we try to design novel L50H25 analogues using molecular docking and to optimize the structure of IKKβ inhibitor. The mechanistic study of reserving NSCLC's resistance in the project will provide us new strategy and leading candidates for the chemotherapy of NSCLC and the application of IKKβ inhibitors.

非小细胞肺癌（NSCLC）耐药是其化疗失败的主要原因，研发肺癌化疗增敏药物成为肺癌防治的迫切需要。最新研究发现IKKβ/NF-κB介导了NSCLC化疗耐药，同时bFGF/FGFR在耐药NSCLC中过度激活，沉默IKKβ可有效逆转耐药。我们在前期研究中得到一种新型IKKβ抑制剂L50H25，可以逆转bFGF诱导H460细胞对顺铂的耐受，为逆转耐药的机制研究提供了优秀的探针化合物和先导物。本项目拟利用IKKβ-siRNA细胞，顺铂耐药细胞、动物体内实验、临床耐药肺癌组织样本等系列手段探讨L50H25通过靶向IKKβ并阻断bFGF-IKKβ/NF-κB而逆转耐药的作用和机制；同时基于IKKβ的结构特征，利用分子对接等方式设计新的L50H25类似物，优化IKKβ抑制剂结构。本项目将在深入阐明逆转NSCLC耐药机制的同时，为NSCLC的化学治疗和IKKβ抑制剂的应用提供新的视角、策略和先导物。

非小细胞肺癌耐药是其化疗失败的主要原因，研发肺癌化疗增敏药物成为肺癌防治的迫切需要。研究发现IKKβ/NF-κB介导了NSCLC化疗耐药，靶向IKKβ可能是逆转耐药的有效靶点。但IKKβ蛋白的晶体结构直到近期才解析，有关IKKβ抑制剂构效关系及其与蛋白作用模式的研究极少报道；目前也无IKKβ应用于临床，亟待开发新型高效低毒的IKKβ抑制剂药物。本项目在前期研究中得到一种新型IKKβ抑制剂L50H25，但其活性、毒性还有待于进一步改进。通过本课题的实施，设计、合成了95个L50H25类似物，筛选到多个高效低毒的IKKβ抑制剂，建立了该类抑制剂的QSAR模型，通过分子对接和动力学模拟初步阐明了活性抑制剂在IKKβ激酶上的作用位点和作用模式。确证了肺癌细胞H1975对EGFR抑制剂Erlotinib等不敏感，EGFR抑制剂能激活IKKβ/NF-κB信号通路，siRNA沉默IKKβ能够逆转该耐药。IKKβ抑制剂L42H23能基于抑制IKKβ的磷酸化，抑制其调控的抗凋亡蛋白和上调凋亡蛋白的表达，具有良好的体外和体内增敏EGFR抑制剂的抗肺癌作用。确证了bFGF诱导肺癌对顺铂耐药，活性IKKβ抑制剂L42H23、NA2、NC2均具有效逆转该耐药的活性。此外，本项目还拓展了在胃癌方面的研究。检测到胃癌细胞和临床肿瘤标本均存在IKKβ高表达， IKKβ抑制剂BMS345541具有良好的抗胃癌作用。筛选到的活性IKKβ抑制剂L50H9和L50H25均具有良好的体外和体内抗胃癌活性；发现L50H9基于靶向IKKβ/ROS/JNK信号轴，诱导肿瘤细胞凋亡的机制；初步研究了L50H9增敏顺铂对胃癌的化疗活性。研究了多个类似物靶向IKKβ/NF-κB抗肺癌和胃癌的活性与机制。本项目为靶向IKKβ/NF-κB抑制剂的药物设计提供了理论和实验参考，为我国自主知识产权的肺癌和胃癌治疗提供了新的候选药物和治疗策略。