以Hsp90与Akt之间的结合为靶点的新型Akt抑制剂FM807及其抗肿瘤机制

As an important member of PI3k/Akt pathway, Akt has always been a hot target in anti-tumor development. Previous research suggested that Hsp90 inhibitor could inhibit the interaction between Hsp90 and Akt, caused Akt lose the protection from Hsp90 then dephosphatase by PP2A. That is a new approach for developing the new type Akt inhibitor targeting both Hsp90 and Akt. Based on our fundamental research for Hsp90 function, we used computer simulation technology (Molecular docking and High-throughput screening) to construct an In silico screen model, providing the plat for screening the new small molecular compound which could cause the barrier between Hsp90 and Akt. This project will provide a new mechanism and method for developing the new type Akt inhibitor, also could be a solution for the present Hsp90 inhibitor which is lack of selectivity. During the screening process running in our lab compound libiliary, we found a prominent compund named FM807, which has high score and fit the pocket of Hsp90 very well. The initial research of anti-tumor mechanism about this canditate has been done.

Akt作为PI3K/Akt通路上的重要一员，是新型抗肿瘤药物分子作用靶点的研究热点。从以往的研究结果，我们提出Hsp90抑制剂可以促进Akt从Hsp90复合物解离，进而受蛋白磷酸酶PP2A的脱磷酸化调节，从而降低Akt活性的假说。以往有关Hsp90抑制剂通过PP2A调节p-Akt的研究至今未见文献报道，说明本课题具有一定的新颖性和独创性。在课题组长期进行Hsp90功能的研究基础上，本研究利用计算机模拟技术（三维定量构效关系、高通量虚拟筛选等），构建了以Hsp90和Akt的结合为靶点的药物筛选平台，研究筛选产物对Akt磷酸化和去磷酸化平衡的调节与Akt活性的关系，为开发新型的Akt抑制剂奠定理论基础，对解决目前Hsp90抑制剂缺少特异性的弊病有重要意义。在对本实验室内部的化合物库的筛选过程中，发现打分函数较高有代表性的筛选产物FM807，并且对此化合物进行初步的抗肿瘤机制研究。

Akt作为PI3K/Akt通路上的重要一员，是新型抗肿瘤药物分子作用靶点的研究热点。从以往的研究结果，我们提出Hsp90抑制剂可以促进Akt从Hsp90复合物解离，进而受蛋白磷酸酶PP2A的脱磷酸化调节，从而降低Akt活性的假说。在课题组长期进行Hsp90功能的研究基础上，本研究利用计算机模拟技术（三维定量构效关系、高通量虚拟筛选等），构建了抑制Hsp90和Akt结合的药物筛选平台，发现比较有代表性的筛选产物FM807，这个我们实验室自己合成的姜黄素的衍生物，在鼻咽癌细胞中展现了很好的抗肿瘤活性。同时和姜黄素本身相比，在鼻咽癌细胞CNE1和CNE2中，这个衍生物表现出更强的抗肿瘤活性。相比之下，对正常上皮细胞株Rhek此化合物没有明显的杀伤效应，展现了良好的选择性。我们利用计算机软件Molsoft ICM 3.5a 进行了模拟分子对接，发现FM807和热休克蛋白HSP90的氨基酸残基之间（Asn51, Lys58, Gly97 and Thr184）存在着4个氢键的结合，并且这些关键位置影响了HSP90与其客户蛋白的结合，包括AKT，EGFR，RAF等。在细胞实验中，通过蛋白质组学和免疫共沉淀等实验证实了FM807能通过与HSP90N端的结合，干扰HSP90和客户蛋白的结合，从而影响下游生长信号PI3K/AKT和Raf/MEK/ERK 。FM807不仅能抑制肿瘤细胞增殖，同时也能促进肿瘤细胞凋亡，引起细胞周期阻滞在G1期，从而造成肿瘤细胞死亡。而在小鼠移植瘤实验里，FM807也展示了很好的抗肿瘤效果和较低的毒性。从这些数据综合来看，和姜黄素相比，FM807这个新的姜黄素衍生物展现了较好的抗肿瘤活性和生物利用度，它的抗肿瘤活性和它对HSP90功能的抑制有关系。这些发现为我们进一步将FM807开发成一种新的抗鼻咽癌的治疗药物提供了临床前的数据基础。