新型NF-κB抑制剂的结构优化设计、合成与抗肿瘤活性研究

NF-κB信号通路广泛参与免疫反应、炎症反应和细胞凋亡等多种生物学效应，其异常激活与炎症、肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关，被认为是治疗肿瘤和炎症相关疾病的重要靶点之一。本项目利用前期完成的NF-κB信号通路的高通量筛选（细胞水平）获得的一类具有结构新颖的小分子活性化合物为先导化合物，进行计算机辅助药物设计、合成新型衍生物，并对其进行抑制NF-κB所驱动报告基因荧光素酶的表达的评价，以及肿瘤细胞的增殖抑制的评价。初步研究显示，前期的设计合成已经发现其中的某些化合物对NF-κB信号通路的抑制作用显著优于先导化合物，并具有体外抑制肿瘤细胞生长的作用。本项目拟进一步对该类化合物进行更深入地结构优化、合成和抗肿瘤评价，为进一步的结构优化开发出高效、低毒的靶向NF-κB信号通路新型抗肿瘤药物奠定基础。

NF-κB信号通路是目前抗肿瘤药物研究领域中一个非常重要的靶点，其通路的激活对肿瘤的发生，发展以及转移具有显著的影响，通过抑制NF-κB信号通路可能发现一类新型作用机制的抗肿瘤药物。本项目通过前期高通量筛选，发现了一类具有新颖结构的活性小分子对NF-κB信号通路具有选择性的抑制活性，且这类化合物对不同的肿瘤株均具有良好的抑制活性。基于对该类活性小分子的结构研究，我们建立了药效团模型，并根据该模型进行新的小分子设计和合成，验证模型的准确性，然后用于指导新的小分子设计以及虚拟筛选。.在本项目中，我们通过多轮的设计、合成、活性测试的循环，设计合成了60多个先导化合物的衍生物，我们发现该类小分子芳香基团部分可以进行不同的取代而不会影响其活性，而对α,β-不饱和酮进行取代则会失去活性，证明该类小分子的活性药效团是β-硫代-α,β-不饱和酮。合成的衍生物经过NF-κB信号通路活性筛选，发现了30多个化合物比先导化合物具有更好的活性，并通过肿瘤细胞的细胞毒活性测试，表明了这类衍生物具有更佳的体外抗肿瘤活性的潜力，这些化合物目前已经申请中国发明专利的保护。.另外，通过小分子的体外作用机理研究，我们发现先导化合物与谷胱甘肽在室温下即可进行反应，经LC-MS检测发现该反应生成了谷胱甘肽与环己烯酮的取代加成产物，以及被取代后的硫醇副产物。我们推测其中一种可能性是该类小分子的作用机理可能与氧化应激水平有关，因为氧化应激水平与NF-κB信号通路的调节有密切的关系。而另一种可能性是小分子直接与NF-κB的p65亚单位中半胱氨酸的巯基发生反应，生成加成产物，导致p65无法与DNA结合，从而阻断了NF-κB信号通路的表达。该类化合物的作用机理还有待进一步的实验进行验证。.在本项目研究中，我们发现了一类具有良好活性的抑制NF-κB信号通路的先导化合物，通过计算机辅助药物设计、合成和活性测试，我们优化得到一类活性更好的新型结构的衍生物，并通过机理研究发现该类化合物与活性的巯基具有一定反应活性，其抑制NF-κB信号通路的活性可能是通过化合物的反应特点得以实现。这类新型先导化合物的发现，结构修饰改造以及作用机理的研究对于NF-κB信号通路的研究以及新型作用机理的抗肿瘤药物研究将具有很大的帮助和借鉴作用。