新型Notch1受体抑制剂的抗肿瘤作用及机制研究

The Notch signaling pathway plays an important role in tumorigenesis and development and it has become one of the most potential targets in anticancer drug research and development. In our preliminary study, we targeted Notch1 receptor and got a novel small molecule compounds SKLB529 by computer-aided drug design, synthesis and activity screening. It obviously inhibited the cancer cells proliferation both in vitro and in vivo, inhibited binding of Notch1 and ligand, and induced apoptosis. However, its antitumor mechanism remains to be further investigation. Based on the results of preliminary studies, the follow study plan to be performed: the interaction specificity and characteristics of SKLB529 and Notch1; the effect of SKLB529 on Notch1-ligand binding; the effect of SKLB529 on Notch signaling pathway activation, nuclear translocation and target gene expression; How SKLB529 interact with Notch pathway related pathways, including cell proliferation (PI3K/Akt/GSK-3 and Ras / MAPK / ERK) and the apoptotic pathway to exert its anticancer effect. The above study will reveal the anti-tumor mechanism of SKLB529, provide a theoretical basis for its further reserach and built the theoretical basis for the Notch receptor inhibitor research in cancer chemotherapy.

Notch1信号通路在肿瘤发生发展中起重要作用，已成最具潜力肿瘤药研发靶标之一。我们前期研究以Notch1受体为靶标，通过计算机辅助药物设计，自行合成及筛选得到结构全新小分子SKLB529。其有明显体内外抗肿瘤活性，可作用Nothc1,抑制Notch1和配体结合，诱导凋亡，但尚需对其抗肿瘤机制进行深入研究。本项目将在前期研究基础上，研究SKLB529与Notch1作用特异性和特点；SKLB529对Notch1和配体结合阻断作用；SKLB529对Notch1信号通路受体蛋白活化，核转运和靶基因表达的影响。探讨SKLB529如何作用与Notch1通路有交叉对话相关通路，包括细胞增殖(PI3K/Akt/GSK-3及Ras/MAPK/ERK)和凋亡通路发挥其抗肿瘤作用。通过上述研究深入揭示SKLB529的抗肿瘤作用机制，为其进一步研究提供理论依据，为基于Notch受体的抗肿瘤抑制剂研究奠定理论基础

针对肿瘤特异性靶点开发抗肿瘤药物因其作用机制清楚、疗效确切、毒副作用小而成为近年抗肿瘤药物研发的热点和趋势。本项目以Notch通路等为靶点进行了小分子靶向药物研发，得到了全新结构、具有自主知识产权和抗肿瘤活性的小分子靶向抗肿瘤药物SKLB529。体外研究显示其可以抑制10余种不同组织来源的人源肿瘤细胞包括SPC-A1、A549、HCT-116、SW480、MCF-7和HepG2等的增殖。裸鼠皮下移植瘤模型实验显示SKLB529可以较显著抑制多种人源肿瘤细胞株的裸鼠皮下移植瘤(SPC-A1、A549、HCT-116)增殖。灌胃给予小鼠21天以后，SKLB529对肿瘤抑制率随着其浓度的递增呈上升趋势，尤其对非小细胞肺癌SPC-A1和A549的增殖抑制率分别达71.75%和73.48%。作用机制研究显示其可显著诱导肿瘤细胞凋亡，抑制A549 细胞的迁移、侵袭和增殖，抑制VEGF165诱导的VEGFR2和MAPK的磷酸化。同时，SKLB529具有体外抑制VEGF诱导的HUVEC细胞增殖、迁移、侵袭和成管作用，体内抑制斑马鱼胚胎体节间新生血管发育，抑制B16-F10细胞的斑马鱼移植肿瘤的生长及新生血管形成，体内抑制藻酸盐包裹的肿瘤细胞诱导的新生血管，抑制裸鼠皮下移植瘤新生血管和细胞增殖并诱导肿瘤细胞凋亡。但SKLB529也有不足之处，体内药效学研究显示其在150mg/kg的给药剂量才能达到比较好的抑制肿瘤增殖作用，提示其药效性还需要改进。因此，有必要再进一步研究活性更高的小分子靶向抗肿瘤抑制剂。我们通过同时筛选，得到苯并噻唑类衍生物N-苄基-2-(6-(2-氯乙酰胺)苯并噻唑-2-巯基)乙酰胺（编号SKLB163）有较强的抗肿瘤效果。我们研究显示SKLB163具有显著体内外抗肿瘤活性，作用机制研究显示其不仅能抑制肿瘤新生血管形成，可以诱导肿瘤细胞周期阻滞。通过以上研究，我们获得有较显著抗肿瘤活性的小分子抑制剂SKLB529和SKLB163，为进一步研发具有自主知识产权的、高效、高选择性的新型小分子靶向抗肿瘤药物奠定理论基础。