GRP94选择性抑制剂的发现、优化和抗肝癌转移活性研究

Hsp90 is one kind of molecular chaperones which plays an important role in cancer, cancer metastasis, virus infection and etc. Hsp90 inhibitors are all failed in clinical study since lack of subtype selectivity which can cause serious side effects. Discovery of subtype selective inhibitors becomes a hotspot in science. In previous study, tert-butylbenzyl-phenyl-triazole (TBPT) exhibited GRP94 (one of Hsp90 subtypes) selectivity, and inhibited liver cancer metastasis (IC50=1.2μM). This proposal intends to conduct the following studies: a. modify TBPT based on the binding mode of TBPT with GRP94, and synthesis of TBPT derivatives; b. found natural products which are similar with TBPT in 3D conformation; c. identify the hit compounds according to activity study of newly compounds on GRP94 selectivity and inhibition effects; d. identify the lead compound through the study on anti-liver cancer metastasis; e. study the mechanism of lead compound treating anti-metastasis and apply in vivo test. This project will provide one or two lead compounds of anti-liver cancer metastasis. It also give a new route to discovery selective inhibitors.

Hsp90是有4种亚型的分子伴侣，各亚型调控不同的生理功能，是治疗癌症、癌转移和病毒感染等的潜力靶标。由于其抑制剂普遍缺乏亚型选择性，导致诸多副作用，目前尚未有药物上市。因此发现Hsp90亚型选择性抑制剂是研究热点。前期，我们通过活性片段重组得到21个分子，并发现叔丁基苄基苯三氮唑（TBPT）具有GRP94（Hsp90亚型之一）选择性且能抑制肝癌细胞转移（IC50=1.2μM）。本项目拟在此基础上进行如下研究：①分析TBPT与GRP94的结合模式，基于此优化TBPT并合成实体；②从天然产物库中筛选出与TBPT在三维结构上相似的分子；③评价上述分子对GRP94的选择性和抑制活性，分析构效关系，确定苗头化合物；④检测苗头化合物抗肝癌转移的活性，得到先导化合物；⑤研究先导化合物的抗癌转移机制并评价类药性。本项目将发现具有GRP94选择性的抗肝癌转移先导化合物，也为其他选择性抑制剂的发现提供借鉴。

Hsp90是有4种亚型的分子伴侣，各亚型调控不同的生理功能，是治疗癌症、癌转移和病毒感染等的潜力靶标。由于其抑制剂普遍缺乏亚型选择性，导致诸多副作用，目前尚未有药物上市。因此发现具有亚型选择性的分子是解决这些问题的关键。前期研究中，我们已发现了一个GRP94选择性分子TBPT，并发现其具有一定的抗癌转移活性。基于此本项目开展了如下研究：1.分析了TBPT与GRP94之间的结合模式，通过分子动力学模拟，我们确定了TBPT与GRP94的结合模式，并初步解释了其产生选择性的原因；建立GRP94和HSP90的基元数据库，通过收集已知的HSP90和GRP94抑制剂，并对其高频片段进行提取分析，最终得到7个基元；2.根据结合模式和基元对TBPT进行修饰，通过发现化学基元并结合TBPT骨架，我们共合成21个苗头分子；3.根据化学基元法和TBPT筛选得到天然产物，通过对自主天然产物库的筛选，发现了24个苗头分子；4.对以上修饰和筛选得到的分子进行活性评价，我们发现了1个苗头分子，3个天然产物苗头分子；5.对这个苗头化合物进行进一步修饰，根据其特性，我们共合成了两批分子，分别为6个和9个，通过活性评价发现了1个抗肝癌转移先导化合物和1个抗鼻咽癌先导化合物。6. 本研究还对这两个先导化合物分子水平的作用机制进行了初步探索，揭示了其选择性的原因。本研究不仅为抗肝癌转移和抗鼻咽癌药物的开发提供了物质基础，同时也证明了GRP94选择性抑制剂具有较低的毒性和较好的成药性。这也为GRP94同家族蛋白的药物开发提供了借鉴。