基于MDM2酸性结构域的新型p53调控剂的设计、合成及作用机制研究

p53 is regarded as a cellular guardian of the genome, and p53 disfunction plays a key role in tumor formation and development. MDM2 acidic domain is the docking site of ubiquitination signal for p53, and thus play a critical role in modulation of p53 stability. ARF is an endogenous p53 modulator binding to MDM2 acidic domain, and is regarded as one of the most important positive regulator for p53 anti-tumor pathway. However, so far there is no systematic target validation concerning MDM2 acidic domain as a potential drug target for cancer therapy. There are no reports to date dealing with ARF peptidomimetics and related small-molecule p53 modulators. In recent years, our research group has been working on p53 modulators, in particular, we have carried out design, synthesis and biological evaluation of novel USP7 inhibitors, MDM2/MDMX dual inhibitors, and re-activators of mutant p53. Based on previous studies, we will be focused on the docking site of MDM2-p53 ubiquitination, and perform studies on drug design, synthesis, action mechanism, and target validation regarding MDM2 acidic domain-based p53 modulators. Particular attention will be paid to the targetability of MDM2 acidic domain and related small-molecule p53 modulators. Hopefully, this study will provide originally creative basis for anti-cancer drug discovery, and first-in-class drug candidates.

p53蛋白是细胞的“基因卫士”，其功能失调是肿瘤发生发展过程中最关键的节点之一。MDM2酸性域作为“泛素化信号开关”对p53的稳定性具有关键调控作用。ARF是作用于MDM2酸性域的内源性p53调控剂，它是p53抑癌通路最重要的正调控因子之一。然而，迄今尚无针对MDM2酸性域系统的靶标确证工作，也未见基于MDM2酸性结构域的ARF拟肽或相关小分子化合物的报道。近年来，本课题组围绕p53调控剂开展了系列研究工作，重点开展了新型USP7抑制剂、MDM2/MDMX双重抑制剂及突变型p53修复剂的设计、合成与生物活性评价。在此基础上，本项目针对MDM2-p53泛素化信号开关，开展基于MDM2酸性域的新型p53调控剂的设计、合成、作用机制及靶标确证研究，重点关注MDM2酸性域的“成靶性”及相关小分子p53调控剂的研究，期望为抗肿瘤新药发现提供源头创新基础及“first-in-class”候选新药分子。

MDM2是“基因卫士”p53的主要负调控因子，在多种肿瘤中高表达。本项目主要针对MDM2的调控剂开展分子设计、合成及活性评价与作用机制研究，希望通过多种手段抑制MDM2的活性或降低其蛋白稳定性，以期发现新型的p53调控剂先导化合物。主要研究成果如下：.（1）基于MDM2酸性域的新型p53调控剂的设计、合成活性评价及机制研究：以MDM2酸性域为切入点，设计、合成了潜在的MDM2酸性域抑制剂25个。在此基础上，从细胞、蛋白两个层面对化合物分别进行细胞活性初筛以及蛋白与小分子作用的亲和力结合验证，并针对活性较好化合物进行细胞层面上的蛋白功能性验证。初步确证了化合物DJ-5可能通过调控ARF-MDM2-p53起抗肿瘤活性，而DJ-21有可能通过直接降低MDM2含量而发挥抗肿瘤活性。.（2）p53-MDM2/MDM4抑制剂的设计、合成以及体内外的抗肿瘤活性与机制的研究：设计、合成了潜在的MDM2/MDM4双重抑制剂29个。对化合物进行了肿瘤细胞毒性（人结肠癌细胞HCT116和SW480，人乳腺癌细胞MCF-7以及人胚肺成纤维细胞HELF）测试，并对优选化合物B8进行了深入的体内外抗肿瘤活性评价及作用机制研究。. 以上研究工作为获得基于p53的抗肿瘤新药发现提供了理论依据及新型先导化合物。.（3）发表SCI论文5篇，申请中国发明专利1项，培养毕业博士生2人，硕士生2人。