新型CDK1和Chk1双靶点抑制剂的设计、合成和生物学评价

CDK1和Chk1是抗肿瘤药物研究中的2个重要靶点。本项目拟在我们前期CDK1抑制剂研究的基础上，分别选取能与CDK1和Chk1铰链区关键氨基酸残基结合的药效团，采用生物电子等排和骨架迁越等药物设计原理，通过组合药效团的策略构建分子骨架，并对该骨架、两侧的疏水片段及亲水性侧链进行结构多样性修饰，从而构建CDK1和Chk1双靶点抑制剂的新型结构体系。在虚拟筛选和类药性分析的基础上，结合主观认识和经验判断，优选出结合能低、构象合理、成药性好的化合物进行定向合成。分别从细胞和分子水平评价目标分子不同结构对抗肿瘤活性的影响，分析构效关系，确定影响活性的主要结构因素。进一步在动物体内抗肿瘤活性评价的基础上，力争发现1-2个具自主知识产权又具开发前景的新颖候选药物，并为双靶点药物的研发奠定基础。

恶性肿瘤已成为我国居民的第一大致死疾病。肿瘤的发生发展是一个复杂的多级网络进程，细胞生长、分裂增殖的关键调节者作为极具潜力的抗肿瘤治疗靶点在现代抗癌药物研发中占有重要地位，因此，开发细胞周期相关药物已成为抗肿瘤药物研发的热点之一。我们选择了CDK1/2和Chk1这2个重要靶点开展工作。通过选取能与CDK1/2和Chk1铰链区关键氨基酸残基结合的药效团，采用骨架迁越及生物电子等排等药物设计原理，通过组合药效团的策略，并对骨架、疏水片段及亲水片段三部分进行结构多样性修饰，从而构建合成了8个系列共217个结构新颖的化合物（4-氮杂吲哚-吲唑类、嘌呤类似物咪唑[4,5-c]吡啶类、噻吩并吡啶酮类、2- 芳基吲哚类、 吡啶酮类、6-氮杂吲哚类、嘧啶-咪唑类和2-氨基嘧啶类）。对合成得到的化合物进行了分子水平（Chk1和CDK1/CDK2）的活性测试，发现部分化合物显示较强的 Chk1或CDK1/CDK2抑制活性，其中 80余个化合物对Chk1显示了纳摩尔级的抑制活性；同时还开展了作用机制的研究（对Chk1蛋白磷酸化的抑制作用）；并选择十余个化合物进行了细胞水平的测试，包括与吉西他滨联合用药对SW620细胞增殖抑制的协同作用及对特定的白血病细胞株的增殖抑制活性，发现这些化合物不仅具有协同增效的作用，而且单用对白血病细胞也高度有效；在此基础上，挑选了对 Chk1抑制作用和白血病细胞株的增殖抑制作用均较强的化合物进行了初步药代动力学性质评价和成药性评价，结果显示代表性化合物具备成药性和良好的药代动力学特性，可静注或口服给药；对其中的1个代表性化合物进行人急性髓系白血病MV-4-11 Ba1b/c裸小鼠皮下移植瘤的生长抑制作用测试，结果显示，该化合物具有显著的抑制白血病肿瘤组织生长的能力，抑瘤率达83.81%，且受试动物体重未见明显下降。上述实验结果为获得具有自主知识产权又具有开发前景的白血病治疗候选药物奠定了扎实的基础。.项目在研过程中，我们已经申请了专利2项，其中1项已获授权；已发表SCI论文2篇，还有2-3篇论文待发表；已培养博士研究生1名，硕士研究生3名；共参加了8次国内的学术交流活动，其中在 2013年山东济南全国药物化学学术会议和2015年兰州全国药物化学学术会议上作会议报告，获得参会同行的一致好评；共发表相关会议论文7篇。