新型不可逆PI3Kγ抑制剂的发现及其抗黑色素瘤的机制初探

Although the targeted therapy and immuno-therapy of melanoma were development fast, the overall survival of patients with melanoma was still lowly, especially the advanced melanoma and the metastatic melanoma. Tumour-associated macrophage PI3Kγ controls a critical switch between immune stimulation and suppression during cancer and inflammation, selective inhibition of tumour-associated macrophage PI3Kγ can reshape the tumour immune microenviroment and promote an immunostimulatory transcriptional program that restores CD8+T cell activation and cytotoxicity, thus suppressing tumor growth. Targeting PI3Kγ with a selective inhibitor is evaluated in clinical trial; targeting PI3Kγ can overcome resistance to current therapy in melanoma. However, the mechanism of targeting PI3Kγ by irreversible inhibitor in tumour-associated macrophage that controls switch between immune stimulation and suppression is unclear. Hereby, we propose to discovery a selective irreversible PI3Kγ inhibitor by targeting the PI3Kγ Lys 890 located in the hinge area Kα4 of C Lobe added by structure based irreversible kinase inhibitor design approach. Then explore its ability and mechanism to prevent the PI3Kγ signaling in tumour-associated macrophage. This study can provide the hints to the further development of novel inhibitors for melanoma.

目前, 虽然黑色素瘤个体化靶向治疗和免疫疗法取得了相当大的改善，但是黑色素瘤的死亡率仍然保持非常高的水平，特别是转移性黑色素瘤。肿瘤微环境中的巨噬细胞PI3Kγ信号通路可以控制免疫抑制和免疫激活的转换，通过靶向PI3Kγ可以激活免疫系统，使肿瘤微环境中的免疫系统正常化，抑制肿瘤生长。激酶PI3Kγ是正在进行临床验证的免疫治疗药物靶点；靶向PI3Kγ可以克服现有黑色素瘤治疗的耐药性问题。然而不可逆抑制剂对肿瘤微环境中巨噬细胞PI3Kγ信号通路控制免疫抑制和免疫激活转换的机制仍然不清楚。本项目拟利用PI3Kγ激酶靠近hinge区域C端Kα4上的赖氨酸890，采用结构药学设计不可逆抑制剂的方法，开发新型不可逆抑制剂，探索PI3Kγ不可逆抑制剂抑制肿瘤微环境巨噬细胞中的PI3Kγ信号通路对控制免疫抑制和免疫激活转换的作用机制，为开发新型抗耐药性的黑色素瘤免疫治疗药物奠定基础。

PI3Kγ/δ主要在白细胞中表达，它们在调节肿瘤微环境中的免疫系统功能发挥着重要作用。肿瘤微环境中的巨噬细胞PI3Kγ信号通路可以控制免疫抑制和免疫激活的转换，通过靶向PI3Kγ可以激活免疫系统，使肿瘤微环境中的免疫系统正常化，抑制肿瘤生长。PI3Kδ与炎症和自身免疫性疾病的发生、发展有紧密的联系。PI3Kδ在患有自身免疫性疾病的患者中过度活化，PI3Kδ抑制剂在相应的鼠模型中表现出药效。同时抑制PI3Kγ/δ是治疗炎症和自身免疫性疾病的一种潜在的治疗策略。本项目基于PI3K激酶的结构，利用高通量筛选、药物化学以及分子生物学等内容，获得高选择性、高活性的双重PI3Kγ/δ抑制剂IHMT-PI3K-455和高选择性、高活性的PI3Kδ抑制剂IHMT-PI3Kδ-372。IHMT-PI3K-455对PI3Kγ/δ激酶具有高抑制活性，同时在激酶组中也表现出良好的选择性。该化合物可以剂量依赖性地促进M2型巨噬细胞向M1型巨噬细胞转变。同时该化合物能够有效抑制MC38小鼠移植瘤生长。IHMT-PI3Kδ-372具有高活性和高选择性，并且在激酶组中表现出高选择性。该化合物能够通过吸入给药并以剂量依赖性方式改善大鼠慢性阻塞性肺疾病模型的肺部功能。.另外，在构建的化合物库里，通过高通量药物筛选发现化合物CHMFL-FLT3-335/362选择性抑制突变型FLT3-ITD激酶，通过分子水平、细胞水平和动物水平的研究发现CHMFL-FLT3-335/362对慢性髓细胞白血病有抑制作用;IHMT-EZH2-115(TR-115)通过新的作用机制治疗弥漫大B细胞淋巴瘤，可以克服现有药物的耐药性。该化合物具有良好的药代动力学性质、较高的安全性，展现良好的成药性，具有临床应用价值。目前该药物实现技术转化后完成临床前研究，2022年11月4日获得国家药品监督管理局临床试验许可（受理号：CXHL2200632）；CHMFL-PI4K-127抑制疟原虫的药物靶点PI4K。CHMFL-PI4K-127不仅能像青蒿素一样能够清除红内期的疟原虫，而且能够清除潜伏在人肝内的疟虫，这是青蒿素等药物不能起到的作用。此外，该药物还能够克服在红内期产生青蒿素耐药的临床耐药疟疾。目前，MMV与中科院合肥研究院针对该药物开展联合研发合作。