BFL1蛋白的特异性小分子抑制剂筛选及其促凋亡机制研究

Malignant tumor is the second highest incidence of morbidity and mortality in China, in which the reduction of apoptosis is closely related to the occurrence and development of tumor. Inducing tumor cell apoptosis is one of the common means to treat tumors. BFL1, a member of the BCL2 family anti-apoptotic proteins, have been reported highly expressed in a variety of hematological malignancies. Down regulating of BFL1 by siRNA promotes B-CLL cell apoptosis and increases its sensitivity to chemotherapeutic drugs. Although some of small molecule inhibitors of BFL1 have been developed, there are still some defects, with some of them has low binding affinity, and the others have non-specific targets. In this proposal, we are going to use NMR fragment screening to screen a small molecule library to obtain BFL1 inhibitors. Till now, the only FDA approved BCL2 inhibitor, venetoclax, was originally obtained based on NMR fragment screening. After screening, derivation will used to increase the affinity and specificity. The specificity of the obtained small molecule will also be confirmed through in vitro and in vivo studies. Finally single drug or combined drug treatments to those resistant leukemia cell lines will be used to test if the obtained BFL1 inhibitor will resolve the drug resistance caused by BFL1 over expression.

恶性肿瘤是我国发病率和死亡率第二高的疾病，其中细胞凋亡的减弱与肿瘤的发生发展有密切关系。通过诱导肿瘤细胞凋亡来治疗肿瘤也是治疗肿瘤的常用手段之一。BFL1作为BCL2抗凋亡蛋白家族的一员，在多种血液系统肿瘤中发现了BFL1 mRNA的高表达，通过BFL1 siRNA来下调BFL1的表达可促进B-CLL细胞凋亡，增加对化疗药物的敏感性。目前特异性针对BFL1的小分子抑制剂虽有研究，但仍有如结合特异性不高，非特异性高等问题。本研究将使用基于NMR片段筛选的方式去筛选得到初始小分子。目前唯一通过FDA批准的BCL2抑制剂Venetoclax正是在该方法的基础上筛选获得的。我们以BFL1为靶点，筛选其结合小分子，并进行衍化得到结合能力强、特异性好的小分子抑制剂。进而我们将在白血病和淋巴瘤细胞株中进行单药或者联合用药试验，筛选获得的小分子抑制剂有望成为白血病及淋巴瘤治疗的先导化合物。

项目的背景、.恶性肿瘤是我国发病率和死亡率第二高的疾病，其中细胞凋亡的减弱与肿瘤的发生发展有密切关系。通过诱导肿瘤细胞凋亡来治疗肿瘤也是治疗肿瘤的常用手段之一。BFL1作为BCL2抗凋亡蛋白家族的一员，在多种血液系统肿瘤中发现了BFL1 mRNA的高表达，通过BFL1 siRNA来下调BFL1的表达可促进B-CLL细胞凋亡，增加对化疗药物的敏感性。目前特异性针对BFL1的小分子抑制剂虽有研究，但仍有如结合特异性不高，非特异性高等问题。..主要研究内容.本研究将使用基于NMR片段筛选的方式去筛选得到初始小分子。目前唯一通过FDA批准的BCL2抑制剂Venetoclax正是在该方法的基础上筛选获得的。我们以BFL1为靶点，筛选其结合小分子，并进行衍化得到结合能力强、特异性好的小分子抑制剂。进而我们将在白血病和淋巴瘤细胞株中进行单药或者联合用药试验，筛选获得的小分子抑制剂有望成为白血病及淋巴瘤治疗的先导化合物..重要结果、关键数据.本项目完成对BFL1蛋白的体外表达纯化，细胞水平证实BFL1与药物敏感性关系呈现相关性。同时Bfl-1蛋白的NMR小分子抑制剂的筛选，得到9种小分子单体可能与A1蛋白相互作用，符合我们的预期，其中4012414,4015661,4028691,4031085,4034341作用力相对较强对重点小分子与BFL1蛋白复合物结构进行晶体学结构衍射优化获得分辨率较高数据。在细胞水平进一步对小分子结合后的效果进行验证基本和预期一致。..科学意义.BFL1 抑制肿瘤细胞凋亡，有多种白血病及淋巴瘤细胞 BFL1 高表达，并引起这些肿瘤细胞耐药。我们通过筛选 BFL1 特异性小分子抑制剂可以直接引起这些肿瘤细胞凋亡，并可以解决这些肿瘤细胞的耐药问题，给临床治疗血液肿瘤提供新的思路。