高选择性CDK9抗肿瘤抑制剂的设计，合成及生物活性研究

The expression of CDK9 and corresponding Cyclin are abnormal in many human malignant tumors. Inhibition of CDK9 activity can induce cancerous cells apoptosis. Therefore, CDK9 is one of the most potential anti-tumor targets. The ATP binding pockets of CDK family protein are highly homologous, which make the ATP competitive CDK inhibitors with poor selectivity and many side effects in clinical trials. At present, no non-specific CDK9 inhibitor have enter clinical trials . Therefore, study on specific CDK9 inhibitors is important. In the previous work, we designed and synthesized a series of compounds and found compound 21e, 4d and FZC-7 with IC50 value as nanomolar for CDK9, and had good selectivity for CDKs family and more than 350 functional kinases. In order to find the lead compound targeting CDK9 with high selectivity and improved bioactivity, the present project will perform systematic structure-activity research on compound 21e, 4d and FZC-7. Furthermore, we will design, synthesize, and evaluate the bioactivity of compounds to explore new series of CDK9 compounds with potent antitumor effect, which lay a solid foundation for the new antitumor specific CDK9 drugs in possession of intellectual property.

研究发现，多种人类恶性肿瘤中CDK9及相应Cyclin表达失常，抑制CDK9的活性可以诱导癌变细胞凋亡，是极具潜力的抗肿瘤靶点之一。CDK家族蛋白ATP结合口袋具有高度同源性，使得ATP竞争性泛CDK抑制剂选择性很差，临床试验副作用大。目前尚无特异性靶向CDK9药物用于临床治疗。因此，针对这一临床用药问题，靶向CDK9高选择性抗肿瘤药物的研发具有重要意义。前期工作中，我们对设计合成的21e，4d和FZC-7系列化合物反复进行构效关系研究，筛选得到的化合物对CDK9抑制活性可达到纳摩尔，对CDKs家族以及350多个功能性激酶表现出优异的选择性。本研究以此为基础，对化合物进行系统构效关系研究，筛选高选择性CDK9抗肿瘤抑制剂的先导化合物，为获得具有自主知识产权的全新CDK9高选择性药物打下良好基础。

研究发现，多种人类恶性肿瘤中CDK9及相应Cyclin表达失常，抑制CDK9的活性可以诱导癌变细胞凋亡，是极具潜力的抗肿瘤靶点之一。CDK家族蛋白ATP结合口袋具有高度同源性，使得ATP竞争性泛CDK抑制剂选择性很差，临床试验副作用大。目前尚无特异性靶向CDK9药物用于临床治疗。因此，针对这一临床用药问题，靶向CDK9高选择性抗肿瘤药物的研发具有重要意义。.本项目中，我们在前期工作的基础上，进行反复构效关系研究，筛选高选择性CDK9抗肿瘤抑制剂的先导化合物，为获得具有自主知识产权的全新CDK9高选择性药物打下良好基础。.在基金的支持下，本研究组开展了三个系列不同骨架结构, 以CDK9为靶标的小分子抑制剂的设计。合成了三个系列结构新颖的全新化合物。检测了化合物在体外激酶水平和肿瘤细胞水平的抑制活性。通过筛选优化分别找到三个苗头化合物X22，18i和12O，对CDK9靶点抑制的IC50分别为10， 7 和 9 nM。通过细胞周期，凋亡，克隆形成，蛋白质免疫印迹等实验分别探讨了三个苗头化合物抗肿瘤作用机制。完成了三个先导化合物，在小鼠体内肿瘤动物模型中，口服给药抗肿瘤活性评估。抑制剂可以显著抑制肿瘤生长且没有明显的毒性。尤其化合物18i在1μM浓度下对394种激酶的激酶抑制谱分析，表现出突出的选择性。因此，本项目完成了研究计划，筛选出了结构新颖的高选择性CDK9抗肿瘤先导化合物。研究成果以通讯作者或第一作者方式发表SCI期刊论文3篇，SCI综述论文1篇。该研究结果为靶向CDK9高选择性抗肿瘤药物的研发提供了重要参考意义。