新一代Btk激酶抑制剂研究

Bruton's tyrosine kinase (Btk) is a key signal transduction molecule regulating functions of B cells and other immune cells. In recent years, studies have closely linked Btk to both B-cell lymphoma and autoimmune diseases, such as rheumatoid arthritis and lupus, etc.. Therefore, the development of small-molecule based inhibitors targeting Btk kinase would not only help understand the biological functions of Btk, but also lay down the foundation for development of novel medicines. However, the availability of potent and selective Btk kinase inhibitors is quite limited; there is a great need to design novel Btk inhibitors. This application has three aims: 1) Based on our design principle "selectivity through appropriate reactivity", we shall further optimize our newly discovered novel Btk covalent inhibitors with a dual mode of action; 2) we'll also develop fluorescence and positron emission tomography (PET) probes for Btk, and apply them in pharmacokinetics-pharmacodynamics studies in animal models; 3) Finally we'll study the biological functions of our new generation Btk inhibitors, particularly their effects in a variety of B-cell lymphoma and rheumatoid arthritis animal models, which could lay a solid scientific foundation for future clinical studies.

布鲁顿激酶(Btk)是调节 B 细胞等免疫细胞功能的重要信号转导分子。近年来的研究显示Btk 激酶既与 B 细胞引起的淋巴瘤密切相关，也参与了自身免疫系统疾病，如类风湿、红斑狼疮等。因此研制以Btk激酶 为靶点的小分子抑制剂不仅有助于深入理解 Btk 的生物功能，还能为进一步的新药研发打下基础。 然而现有的高效高选择性的 Btk 激酶抑制剂数量和功效有限，在新颖Btk抑制剂的构建和功能研究上都有着很大的科学探索空间和意义。本申请集中在三方面研究：一）基于我们初步发展的"由恰当反应性获得选择性"的研究思路，进一步优化已经发现的具有双重抑制功能的新颖 Btk 共价抑制剂；二) 发展Btk激酶共价荧光和PET探针，用于研究Btk抑制剂在动物模型中的药代-药效关系; 三)研究并验证新一代Btk抑制剂的生物功能，特别是在多种B细胞淋巴瘤和类风湿动物模型中的效果,为临床研究打下坚实的科学基础。

本项目针对布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)发展靶向的共价抑制剂，主要研究成果有：（一）通过结构修饰和优化，创建了新系列的共价抑制剂，具有优秀的活性，与现有报道的其他抑制剂相比，结构独到、调节机制新颖；（二）构建了两类BTK激酶的小分子荧光探针，一种以传统方式构建的探针实现了活细胞内BTK激酶的标记，用于衡量细胞内BTK抑制剂的活性，另一种首创的荧光再生型小分子激酶探针，不仅实现了活细胞内BTK激酶的高选择性标记，而且能够免洗脱地在活细胞内对BTK激酶实现成像研究；（三）在两种动物模型中对所发展的新型BTK激酶抑制剂进行了研究，发现其代表化合物对于B细胞淋巴瘤细胞株增殖的有效抑制作用，而且好于本领域的标杆分子、“重磅炸弹”药物—伊布替尼，机制研究也表明本项目发展的化合物在诱导癌细胞凋亡和降低细胞因子表达等方面都具有优势。这些结果实现了课题的预设目标，验证了我们构建共价抑制剂的有效思路，拓宽了共价小分子工具的类型，为进一步针对BTK这个明星靶标发展更有效的抑制剂奠定了坚实的基础。