基于FGFR1激酶蛋白结构特征设计新型选择性高效抑制剂及其抗肿瘤研究

FGFR是受体酪氨酸激酶家族（RTKs）主要成员，在肿瘤发生发展中有着重要的调控作用。已有部分RTKs（含FGFR）抑制剂临床应用于肿瘤治疗，但由于它们主要结合于RTKs中相对保守的ATP结合域，缺乏对激酶的选择性，显示出多种毒副作用。我们前期发现，FGFR1结构中ATP结合域口袋宽敞，其右侧存在特异性的氨基酸序列和结构，相异于其他激酶；立体构型的螺杂环类化合物可以选择性抑制FGFR1。我们提出：螺杂环类化合物可以特异性结合ATP结合域宽口袋而选择性抑制FGFR1。本项目中，我们首先以螺杂环骨架为母核，针对宽口袋特有的序列和结构设计高效的FGFR1选择性抑制剂；测试其对FGFR1和其他激酶的抑制，表征体内外抗肿瘤活性，通过siRNA技术明确其作用靶点，并通过蛋白-药物共结晶确证其与FGFR1的结合模式和位点。项目将为以FGFR1为靶标的抗肿瘤药物研究提供新的作用位点和新型选择型高效抑制剂。

FGFR是受体酪氨酸激酶家族（RTKs）主要成员，在肿瘤发生发展中有着重要的调控作用。成纤维细胞生长因子受体（FGFR）被认为是开发抗癌药物的重要靶点。本课题中，课题组以FGFR1为靶标，针对FGFR1结构中ATP结合域，结合计算机辅助药物设计，设计合成了一系列的螺杂环类和NDGA的类似化合物。采用方法为Caliper Mobility Shift Assay实验，筛选新合成化合物的激酶抑制活性，得到Af23, Ad23, Aea4, Aea25, A114和A117等多个化合物具有较强的抑制活性，它们对FGFR1有选择性抑制作用。进一步研究发现这些抑制剂的抑制模式是非ATP竞争模式结合。.通过Western Blot、 MTT、 Hoechst染色和流式细胞技术等多种实验方法评价了其体外抗肿瘤活性，结果显示6个化合物均能有效抑制胞内FGFR1及其下游信号通路的激活，抑制FGFR1高表达的非小细胞肺癌H460细胞的增殖，阻滞H460细胞的细胞周期，并通过诱导凋亡蛋白Caspas3的表达，促进其凋亡；而它们对比正常肝细胞和肺上皮细胞均只表现出了相对较低的细胞毒性。.课题组采用裸小鼠荷H460体内肿瘤模型，进一步评价了这些候选化合物的体内抗肿瘤活性，实验显示6个化合物均能有效抑制肿瘤生长，且不影响受试体的体重；对肿瘤组织进行Western Blot和免疫组化实验显示，化合物均能有效地抑制了FGFR1及其下游增殖相关的ERK、AKT蛋白的磷酸化，并下调Bcl-2、COX-2及Cyclin D1等多种促肿瘤相关蛋白的表达。.经过4年的实施，基本达到了课题预期的目标，得到的6个化合物在体内和体外的实验中，均显示出具有抑制FGFR1，进而抑制肿瘤的效果。为FGFR1抑制剂开发提供6种新的先导物，对FGFR1介导的癌症，尤其是肺癌的靶向治疗研究提供了新的先导化合物。