新型选择性组蛋白去乙酰化酶抑制剂对抑癌基因LKB1调控的分子机制研究

组蛋白乙酰化修饰在近年表观遗传调控理论中占有重要地位，这一调控机制的异常，与肿瘤的发生和发展密切相关。以组蛋白去乙酰化酶为靶点设计小分子抑制剂(HDACi)已成为肿瘤治疗的热点之一。目前对HDAC在肿瘤发展中的关键作用还缺乏了解，有关HDACi的基础研究才刚刚起步。本课题以前期发现的、新型选择性HDACi为基础，通过研究该类化合物在肿瘤细胞增殖、凋亡及细胞周期阻滞过程中的作用，阐明其抗肿瘤的分子机制与组蛋白乙酰化修饰的关系；利用ChIP-qPCR、RNA-seq、关键基因启动子荧光素酶等技术研究乙酰化修饰对抑癌基因LKB1转录调控以及对肿瘤细胞周期信号通路网络调控的影响，筛选参与HDACi表观遗传调控的新基因；利用已建立的计算机药物设计、组合化学合成及HDAC酶高通量筛选模型，通过构效关系和机制研究，获得具有自主知识产权、较好亚型选择性的HDACi，使之成为抗肿瘤新药候选化合物。

组蛋白乙酰化修饰在近年表观遗传调控理论中占有重要地位，这一调控机制的异常，与肿瘤的发生和发展密切相关。以组蛋白去乙酰化酶为靶点设计小分子抑制剂(HDACi)已成为肿瘤治疗的热点之一。本课题以前期发现的、新型选择性HDACi为基础，通过研究该类化合物在肿瘤细胞增殖、凋亡及细胞周期阻滞过程中的作用，阐明其抗肿瘤的分子机制与组蛋白乙酰化修饰的关系；利用已建立的计算机药物设计、组合化学合成及HDAC酶高通量筛选模型，通过构效关系和机制研究，获得具有自主知识产权、较好亚型选择性的HDACi，使之成为抗肿瘤新药候选化合物。.本课题完成了七大类争对HDAC的靶向化合物库的合成以及活性筛选，发现六类具有新颖骨架结构的HDACs抑制剂；通过对HDACs靶向集中化合物库构效关系探索，确认了对I类HDAC有良好选择性的苗头化化合物，即取代3,4-二氢异喹啉-1-酮类化合物，对该类结构进行了深入的结构改造与构效关系研究。合成了系列争对I类HDAC的选择性化合物（～70个化合物），通过分子和细胞筛选获得对I类HDAC的构效关系。其中活性最好的化合物166对HDAC1的IC50 = 0.40 μM，对HDAC3的IC50 = 0.46μM，对RPMI8226、MM.1S等肿瘤细胞的抑制活性与MS275相当。进一步结构优化得到的具有良好生物利用度的化合物176，对RPMI8226荷瘤裸鼠（p.o. 25 mg/kg bid）表现出一定的抑瘤活性（T/C 58%）。通过上述研究，我们从HDACs靶向集中化合物库以及构效关系探索，确立了以3,4-二氢异喹啉-1-酮为母核的选择性I类HDAC抑制剂苗头化合物，经过结构优化获得到了具有口服生物利用和体内药效活性的新药候选化合物。.通过研究AMPK激活剂黄芩苷对细胞内Ca2+浓度、AMPK 上游激酶CaMKKβ活性的影响，来探讨LKB1在细胞能量感受器AMPK活性调控中的重要作用。研究发现肿瘤细胞在LKB-1 缺失的情况下，可以通过升高细胞Ca2+浓度，激活CaMKKβ信号通路，从而激活AMPK，与AMP依赖的AMPK 激动剂的激活机制完全不同。建立了细胞内钙测量方法以及荧光细胞钙成像方法，构建了LKB1 shRNA质粒，正深入研究LKB1的功能。