癌癥作為一類嚴(yán)重危害人類生命健康的疾病,已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫乇艿闹卮蠊残l(wèi)生問題之一。小分子靶向藥物,特別是選擇性蛋白激酶抑制劑因具有安全、高效的優(yōu)勢(shì)已成為治療癌癥的重要手段。隨著分子生物學(xué)與分子病理學(xué)研究的不斷發(fā)展,越來越多的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)入人們的視野,使得研究者們的研究目標(biāo)更加豐富。細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4(CDK4)是細(xì)胞周期調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵因子,參與介導(dǎo)G1/S期的調(diào)控,對(duì)細(xì)胞周期的有序進(jìn)行發(fā)揮著重要作用。CDK4及其介導(dǎo)的信號(hào)通路的紊亂現(xiàn)象在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中普遍存在,通過CDK4抑制劑重新恢復(fù)細(xì)胞周期的調(diào)控,在腫瘤靶向治療的發(fā)展中已經(jīng)成為有吸引力的方向。FMS樣酪氨酸激酶3(FLT3)是一種原癌基因的表達(dá)產(chǎn)物,在血細(xì)胞增殖、分化和存活等關(guān)鍵步驟中發(fā)揮著重要作用,是不同血液系統(tǒng)惡性腫瘤的重要標(biāo)志物,以FLT3為靶點(diǎn)開發(fā)高效、低毒、選擇性強(qiáng)的新型抗腫瘤藥物已成為急性髓系白血病小分子靶向治療藥物研究的重要方向之一。因此,本論文主要分別以CDK4和FLT3這兩個(gè)蛋白激酶為靶點(diǎn)開展抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及生物活性評(píng)價(jià)的研究。本論文結(jié)合已上市CDK4抑制劑與靶蛋白的相互作用模式,在上市藥物Ribociclib的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上引入含親水基團(tuán)的雙鍵片段,設(shè)計(jì)并合成了4個(gè)系列含雙鍵片段修飾的7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶類衍生物,共計(jì)22個(gè)化合物。通過一系列生物活性評(píng)價(jià),我們發(fā)現(xiàn)化合物C-Ⅳ-1對(duì)多株人乳腺癌細(xì)胞及急性髓系白血病細(xì)胞的增殖抑制作用優(yōu)于陽性藥物Ribociclib,且能有效地引起G0/G1期阻滯并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。在激酶水平上,化合物C-Ⅳ-1能在所測(cè)激酶中選擇性地抑制CDK4。在30～100 mg/kg/d給藥劑量下,化合物C-Ⅳ-1能抑制xMDA-MB-231皮下異種移植小鼠的腫瘤生長(zhǎng),抑制作用與Ribociclib相當(dāng)且小鼠體重?zé)o明顯變化。本論文第四部分在課題組前期篩選獲得的苗頭化合物2.123的基礎(chǔ)上,借助計(jì)算機(jī)模擬分子對(duì)接技術(shù),以FLT3為靶點(diǎn)設(shè)計(jì)并合成了 2類吲哚啉-2-酮類衍生物,共計(jì)37個(gè)化合物。主要設(shè)計(jì)思路是通過疏水片段的延長(zhǎng)和構(gòu)型的控制來增強(qiáng)化合物與相關(guān)疏水口袋的相互作用,以期獲得抑制活性的提高。我們通過體外腫瘤細(xì)胞增殖抑制實(shí)驗(yàn)、體外激酶抑制實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡分析實(shí)驗(yàn)對(duì)所合成的吲哚啉-2-酮類衍生物進(jìn)行了初步的生物學(xué)評(píng)價(jià)。發(fā)現(xiàn)化合物A-Ⅰ-13和A-Ⅲ-2對(duì)急性髓系白血病MV4-11細(xì)胞具有較強(qiáng)的增殖抑制活性(IC500.8 μM);化合物A-Ⅰ-13能夠使MV4-11細(xì)胞的周期阻滯在G0/G1期并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;在激酶水平上,二者均能在所測(cè)激酶中選擇性地抑制FLT3,其中化合物A-Ⅲ-2對(duì)FLT3的半數(shù)抑制濃度達(dá)到了 28 nM。后續(xù)有關(guān)二者的作用機(jī)制研究和體內(nèi)藥效學(xué)評(píng)價(jià)正在推進(jìn)。含氮雜環(huán)化合物作為藥物研發(fā)的重要源頭資源,對(duì)其進(jìn)行不斷的積累和豐富則具有非常重要的意義。本論文第五部分通過新的合成方法學(xué)的開發(fā),合成了 2-氨基煙腈類和1H-吡唑類含氮雜環(huán)化合物,共計(jì)44個(gè)。我們針對(duì)人乳腺癌細(xì)胞株對(duì)部分化合物進(jìn)行了初步的體外抗腫瘤活性篩選,從中發(fā)現(xiàn)了 3個(gè)具有腫瘤抑制活性(IC50≤5μM)的苗頭化合物,為今后開發(fā)相關(guān)靶點(diǎn)抑制劑的研究提供了化合物資源。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R914;R96
【部分圖文】：

細(xì)胞周期是細(xì)胞生命運(yùn)行的核心，是一個(gè)循環(huán)有序的進(jìn)程，受到多種蛋白分子??的精細(xì)調(diào)控。眾所周知，癌癥的最大特點(diǎn)是細(xì)胞的無限增殖，而這正是由于細(xì)胞周??期的紊亂造成細(xì)胞無法正常分化和凋亡引起的。在過去的幾十年里，人們對(duì)調(diào)控細(xì)??胞周期進(jìn)程的信號(hào)通路展開了深入研究，逐漸揭示了細(xì)胞周期調(diào)控的分子機(jī)制，并??發(fā)現(xiàn)了許多參與腫瘤細(xì)胞周期調(diào)控的分子靶點(diǎn)。在這些分子靶點(diǎn)中，細(xì)胞周期蛋白??依賴性激酶（ＣｙｃｌｉｎＤｅｐｅｎｄｅｎｔＫｉｎａｓｅｓ，?ＣＤＫｓ）占據(jù)著舉足輕重的地位［４］。２０１５年??以來，隨著特異性ＣＤＫ４／６小分子抑制劑Ｐａｌｂｏｃｉｃｌｉｂ、Ｒｉｂｏｃｉｃｌｉｂ及Ａｂｅｍａｃｉｃｌｉｂ的??先后成功上市，人們對(duì)開發(fā)選擇性ＣＤＫ抑制劑的興趣越發(fā)濃厚，以ＣＤＫｓ作為腫??瘤治療的靶點(diǎn)必將成為抗腫瘤靶向藥物研究的重點(diǎn)方向之一。??１細(xì)胞周期調(diào)控與腫瘤??１．１細(xì)胞周期??

上可以分為間期和分裂期兩個(gè)階段，具體細(xì)分為ＧＯ期（靜息期）、Ｇ１期（ＤＮＡ合??成前期）、Ｓ期（ＤＮＡ合成期）、Ｇ２期（ＤＮＡ合成后期）和Ｍ期（有絲分裂期）??５個(gè)時(shí)相（如圖１．１所示）。細(xì)胞在Ｇ１期主要負(fù)責(zé)為ＤＮＡ合成積累物質(zhì)資源，經(jīng)??Ｇ１／Ｓ檢查點(diǎn)檢查通過后進(jìn)入Ｓ期；Ｓ期主要進(jìn)行染色體的復(fù)制，經(jīng)Ｓ／Ｇ２檢查點(diǎn)檢??查通過后進(jìn)入Ｇ２期；Ｇ２期主要負(fù)責(zé)為有絲分裂做物質(zhì)準(zhǔn)備，同時(shí)對(duì)ＤＮＡ復(fù)制的??完整性進(jìn)行檢查，檢查通過后進(jìn)入Ｍ期；Ｍ期主要完成有絲分裂，母細(xì)胞分裂成??兩個(gè)獨(dú)立的子細(xì)胞［５＿７】。細(xì)胞周期是一個(gè)不可逆的過程，細(xì)胞通常需要在Ｇ１期通??過某些機(jī)制來決定是否推動(dòng)細(xì)胞周期的進(jìn)行。有研究發(fā)現(xiàn)，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞的Ｇ１??期存在一個(gè)被稱為“限制點(diǎn)”的特定時(shí)間點(diǎn)，在這時(shí)間點(diǎn)前如果缺少外界生長(zhǎng)信號(hào)??的刺激，細(xì)胞則會(huì)終止其Ｇ１期進(jìn)程，轉(zhuǎn)而進(jìn)入ＧＯ期。一旦外界生長(zhǎng)信號(hào)充足，??細(xì)胞又會(huì)從ＧＯ期回到Ｇ１期并繼續(xù)其細(xì)胞周期的進(jìn)程１８１。細(xì)胞周期運(yùn)行的推動(dòng)力??主要來自于ＣＤＫｓ

體形式存在時(shí)，其催化中心被Ｔ－ｌｏｏｐ掩蓋在內(nèi)部，使得ＣＤＫ單體不具有活性；而??當(dāng)ＣＤＫ與細(xì)胞周期蛋白結(jié)合形成異源二聚體后，ＣＤＫ的構(gòu)象發(fā)生變化，Ｔ－ｌｏｏｐ將??催化中心打開從而形成有活性的ＣＤＫ?（圖１．３）。從總體來看，在ＣＤＫ－細(xì)胞周期??蛋白復(fù)合體中，可以把細(xì)胞周期蛋白看作調(diào)節(jié)亞基，而把ＣＤＫ看作催化亞基。??在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，ＣＤＫ的表迖量相對(duì)穩(wěn)定，盡管一種ＣＤＫ能與多種細(xì)胞蛋??白結(jié)合［｜８］，但在特定的細(xì)胞周期時(shí)相中只能與相應(yīng)的細(xì)胞周期蛋白相結(jié)合而發(fā)揮??作用（表１．１）［｜９］。在Ｇ１期中，ＣＤＫ４／６與細(xì)胞周期蛋白Ｄ結(jié)合，促進(jìn)Ｇ１／Ｓ期轉(zhuǎn)??換，ＣＤＫ２與細(xì)胞周期蛋白Ｅ結(jié)合，促進(jìn)ＤＮＡ復(fù)制的啟動(dòng)；在Ｓ期，ＣＤＫ２則與??細(xì)胞周期蛋白Ａ結(jié)合，促進(jìn)ＤＮＡ的復(fù)制；而在Ｇ２／Ｍ期時(shí)，ＣＤＫ１和ＣＤＫ２分別??與細(xì)胞周期蛋白Ｂ結(jié)合，促進(jìn)Ｇ２／Ｍ期轉(zhuǎn)換。Ｃ

本文編號(hào)：2841219