靶向EGFR和c-Met的多靶点抗肿瘤化合物的设计、合成及生物活性研究

The EGFR tyrosine kinase inhibitors which are in clinical use occur resistance caused by EGFR T790M mutant. Many papers published recently report that the combination use of EGFR TK inhibitors and hepatocyte growth factor receptor (c-Met) inhibitors can effectively inhibit certain cell growth, which is significantly better than that using either one alone. In this project, based on the complexes of EGFR and c-Met and their ligands, skeletons could be obtained by analyzing the similarity and difference of different ligands in terms of 3D pharmacophore fingerprints, strain energy and electronic potential energy. 3D-QSAR could be therefore designed by docking the skeletons within the active sites of EGFR and c-Met complexes. The goals of this project are firstly to obtain one or two multi-target inhibitors with high efficacy, low toxicity and novel structure, and to explore the feasibility of this kind of multi-target inhibitors as antitumor drug candidates, thus providing a new theoretical basis and method for rational drug design. At the same time, the hypothesis that sensitivity of EGFR T790M amplification-derived resistant lung cancer cells to EGFR TKIs could be restored by single multi-target inhibitor will be studied with the aim to overcome the drug resistance problem caused by EGFR T790M mutant.

目前上市的EGFR酪氨酸激酶抑制剂在临床上已出现EGFR T790M突变导致的严重耐药问题。近期文献报道联合使用EGFR TK抑制剂与肝细胞生长因子受体（c-Met）抑制剂可以有效地抑制多种肿瘤细胞的生长，效果明显好于单独使用其中一种。本课题基于 EGFR和c-Met与各自配体的晶体结构，研究各自抑制剂的结构相似性与差异性，通过分析3D药效团指纹、扭转能和电子势能等各种参数，筛选出活性骨架与活性位点进行模拟对接，构建3D-QSAR模型来设计目标多靶点抑制剂。目标是获得具有高效、低毒且结构新颖的多靶点抑制剂1-2 个，探索目标多靶点抑制剂作为抗肿瘤药物的可行性，为合理药物设计提供新的理论依据和研究方法。同时验证此类靶向EGFR和c-Met多靶点抑制剂是否有望实现既对c-Met激酶的抑制，又可以同时恢复EGFR T790M突变癌细胞对EGFR TK抑制剂的敏感性，从而克服耐药性问题。

肿瘤是严重危害人类健康的恶性疾病，传统抗肿瘤药物通常面临毒副作用大以及选择性差的难题。近年来，以一些与肿瘤细胞分化增殖相关的细胞信号转导通路中的关键酶作为药物筛选靶点，发现选择性作用于特定靶点的高效、低毒和特异性强的新型药物已成为当今抗肿瘤药物研究开发的重要方向。目前上市的EGFR酪氨酸激酶抑制剂在临床上已出现EGFR T790M突变导致的严重耐药问题。近期文献报道联合使用EGFR TK抑制剂与肝细胞生长因子受体（c-Met）抑制剂可以有效地抑制多种肿瘤细胞的生长，效果明显好于单独使用其中一种。本课题基于 EGFR和c-Met与各自配体的晶体结构，研究各自抑制剂的结构相似性与差异性，通过分析3D药效团指纹、扭转能和电子势能等各种参数，筛选出活性骨架与活性位点进行模拟对接，构建3D-QSAR模型来设计目标多靶点抑制剂。通过本项目的实施，我们设计并合成了四个系列的目标化合物，测试了其对EGFR TK和c-Met 的抑制作用，同时研究了其对多株肿瘤细胞的抗细胞增殖作用；与此同时通过构效关系分析和计算机模拟计算研究，对活性基团进行优选，继续优化了此类多靶点抑制剂。通过一系列体外活性筛选，我们得到了多个活性很高的化合物，其中最好的化合物的酶抑制活性IC50达到了nM级别，从中我们选出了4个活性较好的化合物进行了小鼠体内活性研究。结合体内体外活性研究结果，我们筛选出了2个具有高效、低毒，且具有新药开发价值的多靶点抗肿瘤先导化合物。同时我们探讨论证了此类目标多靶点抑制剂作为抗肿瘤药物的可行性，为合理药物设计提供新的理论依据和研究方法。