發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 23:24

　　 腫瘤是威脅人類健康的第二大殺手,其中以肺癌的發(fā)病率和死亡率最高。目前針對(duì)肺癌的藥物大多為靶向藥物,如吉非替尼等。雖然針對(duì)肺癌的抗腫瘤藥物研發(fā)取得了一定的進(jìn)展,但是目前的上市藥物普遍存在著耐藥性,這限制了這些藥物的應(yīng)用。因此,尋找針對(duì)特異性靶點(diǎn)的藥物成為抗腫瘤藥物研發(fā)的重點(diǎn)。海洋中具有豐富的生物資源,部分海洋來(lái)源的天然產(chǎn)物體現(xiàn)出優(yōu)異的生物學(xué)活性。其中,溴酚類化合物是海洋來(lái)源獨(dú)具特色的一類化合物,具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤等生物活性。課題組將溴酚與含氮雜環(huán)組合,設(shè)計(jì)合成出一系列的溴酚-吲哚酮化合物。經(jīng)體外MTT篩選發(fā)現(xiàn),這一系列化合物具有顯著的抑制腫瘤細(xì)胞增殖作用。其中化合物BOS-102可顯著抑制A549細(xì)胞增值及克隆形成,誘導(dǎo)A549凋亡和G0/G1期周期阻滯,作用機(jī)制研究顯示BOS-102可激活活性氧介導(dǎo)的線粒體凋亡途徑,并通過(guò)PI3K/Akt及MAPK信號(hào)通路發(fā)揮作用。真核細(xì)胞翻譯起始因子4E(eIF4E)在調(diào)控真核細(xì)胞翻譯起始階段起關(guān)鍵作用。并且eIF4E在腫瘤細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中處于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置,使得eIF4E成為抗腫瘤藥物研發(fā)的熱門靶點(diǎn)。課題組根據(jù)目前在研的靶向eIF4E的化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將溴酚基團(tuán)與氨基-噻唑基團(tuán)結(jié)合,設(shè)計(jì)合成了一系列的溴酚-噻唑類化合物。我們研究發(fā)現(xiàn)化合物EGPI-1可顯著抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng),并可靶向調(diào)控eIF4E。Duolink PLA及western blot結(jié)果顯示化合物EGPI-1可干擾eIF4E/eIF4G相互作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),EGPI-1可抑制eIF4E磷酸化并抑制PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路。經(jīng)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)EGPI-1可誘導(dǎo)A549凋亡并發(fā)生G0/G1期周期阻滯,誘導(dǎo)線粒體損傷及膜電位下降。體內(nèi)裸鼠移植瘤實(shí)驗(yàn)證明EGPI-1在體內(nèi)同樣具有抗腫瘤活性,急性及亞急性毒性實(shí)驗(yàn)證明EGPI-1安全性良好。以上研究表明EGPI-1具有開發(fā)成新型抗腫瘤藥物的潛力。卵巢癌嚴(yán)重威脅著女性健康,其死亡率高于乳腺癌。近幾年隨著PARP抑制劑(olaparib、rucaparib、niraparib、talazoparib)的接連上市,給卵巢癌患者帶來(lái)了希望。PARP是一種DNA修復(fù)酶,在細(xì)胞DNA單鏈損傷修復(fù)過(guò)程中起關(guān)鍵作用。抑制PARP(主要是PARP-1)可導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生雙鏈損傷,并可導(dǎo)致BRCA缺陷型細(xì)胞的死亡。課題組根據(jù)PARP抑制劑上市藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將縮胺基硫脲基團(tuán)與溴酚基團(tuán)結(jié)合,合成出一系列溴酚-縮胺基硫脲化合物。體外酶活實(shí)驗(yàn)證明其中四個(gè)化合物可選擇性抑制PARP-1活性,其中化合物11對(duì)PARP-1的IC_(50)為29.5 nM,對(duì)PARP-2的IC_(50)1000 nM。MTT檢測(cè)發(fā)現(xiàn)化合物11可顯著抑制卵巢癌細(xì)胞SK-OV-3增值,誘導(dǎo)SK-OV-3凋亡,ROS積累和G2/M期周期阻滯。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明化合物11可誘導(dǎo)DNA雙鏈損傷及H2AX磷酸化,并抑制H_2O_2所導(dǎo)致的PAR形成。蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明化合物11可抑制細(xì)胞DNA修復(fù)功能。體內(nèi)裸鼠移植瘤實(shí)驗(yàn)表明化合物11可顯著抑制裸鼠移植瘤生長(zhǎng),安全性良好;作用機(jī)制表明化合物11體內(nèi)抗腫瘤活性是通過(guò)抑制PARP-1實(shí)現(xiàn)的。以上實(shí)驗(yàn)為開發(fā)具有選擇性的PARP-1抑制劑提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù),為研究新型的治療卵巢癌藥物提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R914;R96
【部分圖文】：

eIF4E 在細(xì)胞內(nèi)主要受以下幾個(gè)方面的調(diào)節(jié)：eIF4F 復(fù)合物；eIF4E酸化水平；PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路和 Ras/ERK/MNK 信號(hào)通路。.2.2.1 eIF4E/eIF4G 復(fù)合物eIF4E 在細(xì)胞內(nèi)與 eIF4G 和 eIF4A 形成復(fù)合物 eIF4F 后開始翻譯過(guò)程。在正條件下，eIF4F 復(fù)合物受到阻遏蛋白 4EBPs（主要是 4EBP1）的抑制。4EBP1與 eIF4E 競(jìng)爭(zhēng)，抑制 eIF4F 的形成，細(xì)胞 mRNA 翻譯處于低水平，即維持細(xì)正常需求（圖 1.1）(Alain et al., 2012) 。當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激，如外界壓力、養(yǎng)因子、生長(zhǎng)因子等刺激時(shí)，4EBPs 會(huì)發(fā)生磷酸化，磷酸化是的 4EBP1 從 eIF4F合物上脫落下來(lái)，使得 eIF4F 復(fù)合物啟動(dòng)翻譯過(guò)程(Richter and Sonenberg,005) 。研究發(fā)現(xiàn)，4EBP1 的磷酸化增加與癌癥的發(fā)生、發(fā)展及患者的存活率差關(guān)(Castellvi et al., 2006; Dumstorf et al., 2010; Graff et al., 2009; Rojo et al.,007) 。

4EBP1 的磷酸化受到 PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路的調(diào)節(jié)。mTOR 是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸激酶，存在于 2 種不同的復(fù)合物，mTORC1 和 mTORC2 。其中 mTORC1 通過(guò)磷酸化下游靶標(biāo)如 4EBP1 和 S6Ks 來(lái)控制許多細(xì)胞過(guò)程，包括mRNA 翻譯，細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖(Tee and Blenis, 2005) 。mTOR 受到上游 PI3K/Akt的調(diào)節(jié)。細(xì)胞內(nèi) PI3K 的活化導(dǎo)致膜結(jié)合的磷脂磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）。Akt 與 PIP3 的結(jié)合促進(jìn)其在蘇氨酸 308（T308）的磷酸化�；罨�的 Akt 會(huì)誘導(dǎo) mTORC1 活化，活化的 mTORC1 進(jìn)一步導(dǎo)致 S6K和 4EBP1 的磷酸化。磷酸化的 S6K 促進(jìn)核糖體生物合成，而 4EBP1 的磷酸化抑制其作為翻譯阻遏物的活性并促進(jìn)與 eIF4F 復(fù)合物的脫離，并因此激活 eIF4F 復(fù)合物，從而能夠促進(jìn)帽依賴性 mRNA 翻譯，如像 Mcl-1，c-myc，Cyclin D1 和Bcl-xL 等(Feldman et al., 2009; Hsieh et al., 2010; Jacinto et al., 2006; Muller et al.,2013) 。

圖 1.3 抑制 eIF4E/eIF4G 相互作用化合物結(jié)構(gòu)。Figure 1.3 Structure of compounds inhibit eIF4E/eIF4G interaction.研究人員通過(guò)蛋白結(jié)晶及 X 衍射發(fā)現(xiàn) 4EGI-1 可與遠(yuǎn)離 eIF4E/eIF4G 界面的eIF4E 區(qū)域結(jié)合，并誘導(dǎo)兩個(gè)亞基之間相互作用的變構(gòu)抑制(Papadopoulos et al.,2014) 。除了抑 eIF4G/eIF4E 相互作用外，4EGI-1 也穩(wěn)定 4EBP1 與 eIF4E 結(jié)合，這抑制了 eIF4E 敏感性 mRNA 的翻譯。
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