BCR/ABL-HDAC双靶点抑制剂的设计、合成及生物活性研究

Protein kinase BCR/ABL inhibitor is an hot research topic in the development of antitumor drugs all over the world. Although its theraputic effect is excellent, there are still some problems, such as side effect, drug resistance, etc. Many researches have demonstrated that BCR/ABL inhibitors and HDAC inhibitors have synergistic antitumot effect. Therefore, it is hopeful to develop novel antitumor drugs which target both BCR/ABL and HDAC. Base on our previous work, considering the structure characteristics of these two targets' inhibitors, this project aims to develop molecules with two targets through the principle of molecular integration function. Preliminary pharmacological results showed that these compounds could effectively inhibit ABL and selectively inhibit class I HDAC. Based on this design idea, this project will design novel target compounds though rational drug design and computer aided drug design methods and synthetic work will be carried out after visual screening and preliminary evaluation of drug-likeness. Meanwhile, the inhibitory effect of these compounds on ABL, HDAC1 and the proliferaton of tumor cells will be carried out at cell and molecular levels. The structure activity relationship will be investigated to further modity the chemical structures. We will lay sodid foundaton for the development of antitumor drug candidates with independent intellectual property rights.

蛋白激酶BCR/ABL抑制剂是目前国际抗肿瘤药物研究的热点之一，虽然疗效较好，但仍存在毒副作用和耐药性等问题。多项研究表明BCR/ABL抑制剂和HDAC抑制剂具有很好的协同抗肿瘤效果。因此，开发BCR/ABL-HDAC双靶点抑制剂有望成为新一代抗肿瘤药物。本项目拟在申请者前期工作的基础上，充分考虑两类靶点抑制剂的结构特征，通过分子融合作用原理，构建双靶标分子。初步药理结果显示，其具有良好的抑制ABL和选择性抑制第I类HDAC的活性。本项目将在此设计思路的基础上，结合理性药物设计和计算机辅助药物设计方法，设计结构新颖的目标分子，并在虚拟筛选及初步类药性评价的基础上进行化学合成，同时，分别从细胞和分子水平上评价目标化合物对ABL，HDAC1和肿瘤细胞增殖活性的影响，并进行构效关系研究，从而进一步优化结构。为最终获得具有自主知识产权的抗肿瘤候选药物打下坚实的基础。

蛋白激酶BCR/ABL抑制剂是目前国际抗肿瘤药物研究的热点之一，如伊马替尼，达沙替尼等经典的靶向治疗药物，应用于慢性髓性白血病等多种恶性肿瘤的治疗。虽然疗效较好，但仍存在一定的毒副作用和耐药性等问题。组蛋白去乙酰化酶（HDACs）在基因的表观遗传中起着重要作用，且与多种疾病如癌症、病毒和感染等的发生与发展有关。目前，HDAC抑制剂临床上多用于淋巴瘤、白血病、乳腺癌等多种恶性肿瘤的治疗。多项研究表明BCR/ABL抑制剂和HDAC抑制剂具有很好的协同抗肿瘤效果。因此，开发BCR/ABL-HDAC双靶点抑制剂有望成为新一代抗肿瘤药物。本项目拟在申请者前期工作的基础上，充分考虑两类靶点抑制剂的结构特征，通过分子融合作用原理，构建作用于双靶标的分子。设计两类（I类和II）氨基噻唑类化合物。合理设计合成路线，并根据实际情况，目前共合成新型结构的目标分子63个，通过体外HDAC1和BCR/ABL酶抑制活性测试表明，I类化合物均表现较好的双靶点抑制活性，II类化合物对BCR/ABL激酶的抑制活性较低。通过体外抑制肿瘤细胞增殖实验，多数化合物均能表现出较好的抗肿瘤活性。尤其化合物I-2，I-26和I-34表现出较高的体外活性，其中化合物I-2对K562细胞株的IC50为2.56μM，高于阳性对照Dasatinib和MS-275。化合物I-26和I-34，对K562（IC50分别为2.62μM和1.87μM），Hepg2（IC50分别为10.44μM和10.51μM）和DU145（IC50分别为0.60μM和2.75μM）的抑制活性均高于阳性对照Dasatinib和MS-275。通过药代动力学的研究，发现结构中甲酰氨基苯胺的苯环上引入适当的卤素原子，可提高其半衰期和口服生物利用度。同时，我们选择对HDAC1活性较好的化合物，进行了HDACs亚型的选择性测试，结果表明，化合物I-2、I-26、I-6对HDAC1的抑制活性是其它相关亚型HDAC3、6、8的100倍左右。说明我们设计的这类化合物对HDAC1具有选择性抑制作用。目前，根据该项目的相关成果已撰写论文3篇，其中SCI论文两篇，但均在审稿中。申请中国国家专利3项。通过本课题的研究，为发现结构新颖的且作用于不同机制的抗肿瘤双靶点的抑制剂提供了重要的思路和信息。同时，化合物I-26和I-34将作为候选药物进行进一步的体内外研究。