靶向FAK/PLK1双靶点抑制剂的发现与抗肿瘤转移活性研究
批准号:
22107092
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
孙娟
依托单位:
学科分类:
药物化学生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙娟
中文摘要
黏着斑激酶(FAK)在肿瘤发育到远端转移的过程中发挥着重要作用,然而临床面临疗效不显著、不良反应严重等难题,至今未有FAK抑制剂被批准上市。同时,基于Polo样激酶1(PLK1)与FAK在肿瘤发生发展过程中存在重要的交叉影响,我们提出假设:开发针对FAK/PLK1的双靶点抑制剂用于抗肿瘤药物极有可能在抗肿瘤转移方面取得重要进展。本课题基于前期工作基础,通过分析FAK和PLK1与各自配体的晶体结构,结合3D药效团指纹、电子势能等各种参数构建药效团模型,筛选活性骨架与活性位点对接,构建3D-QSAR模型开展新型FAK/PLK1双靶点抑制剂的发现与优化研究,同时采用蛋白免疫印迹、乳腺癌T47DSCID小鼠移植瘤模型等方法进行药效学评价研究,期望得到1-2个新型高效FAK/PLK1双靶点抑制剂用于抗肿瘤候选药物,从生物化学、分子生物学层面阐述其抗肿瘤作用机制,克服现有恶性肿瘤转移难题。
英文摘要
Focal adhesion kinase (FAK) plays an important role in tumor development and metastasis. However, there are some problems in the process of clinical use, such as no significant effect, serious adverse reactions, etc. So far, there is no FAK inhibitor approved for marketing. Polo-like kinase 1 (PLK1) and FAK have a wide range of cross effects in tumor genesis and tumor development. Therefore, the development of dual inhibitor of FAK/PLK1 is likely to make positive progress in anti-tumor metastasis. Based on our previous study and the complexes of FAK and PLK1 and their ligands, skeletons could be obtained by analyzing the similarity and difference of different ligands in terms of 3D pharmacophore fingerprints, strain energy and electronic potential energy. 3D-QSAR could be therefore designed by docking the skeletons within the active sites of FAK and PLK1 complexes, thus providing a new theoretical basis and method for rational drug design. At the same time, Western-blot and breast cancer T47d SCID mice transplanted tumor model were used to evaluate the pharmacodynamics. We expect to get 1-2 dual FAK/PLK1 inhibitors with high efficiency and low toxicity to overcome the tumor metastasis, and explain the mechanism of anti-tumor action from biochemical and molecular biological level.
本项目依据既定的研究计划,通过合理的分子设计并结合前期研究成果,成功设计并合成了多个系列的FAK/PLK1双靶点抑制剂,并对其抗肿瘤活性进行了深入探究,旨在筛选出具有高效低毒特性的先导化合物。在过去的三年中,本项目以喹唑啉酮作为靶向FAK和PLK1的核心基团,引入苯基哌嗪和苄溴作为活性骨架,系统研究了不同取代基对化合物抗肿瘤活性及靶点抑制活性的影响。鉴于化合物的溶解性是影响其生物活性的关键因素之一,本项目进一步将喹唑啉酮骨架替换为喹唑啉骨架,开发了一系列喹唑啉类衍生物,并对其抗肿瘤活性及靶点抑制活性进行了评估。此外,考虑到嘧啶作为重要的药物骨架能够靶向FAK和PLK1的活性位点,本项目以嘧啶为基本骨架,引入吗啉基团作为增溶基团,并通过酰胺及芳香基团的引入增强其抗肿瘤活性。在体内外抗肿瘤活性研究中,成功筛选出高效低毒的潜在先导化合物4f。为进一步提升分子的生物相容性并增强其抗肿瘤活性,本项目在保留嘧啶骨架的基础上,引入3-氟甲基取代基团,并将吗啉基团替换为2-氨基-N-甲基苯甲酰胺基团,经体内外药理活性筛选,获得了第二个潜在的先导药物8b。综上所述,本项目共合成FAK/PLK1双靶点激酶抑制剂117个,其中筛选出2个活性显著的化合物,它们在体内外均展现出优良的抗肿瘤活性,有望成为潜在的候选肿瘤治疗药物。本项目既定的研究目标已圆满完成。在此基础上,本项目进一步从抗肿瘤先导化合物中提取活性基团,并将其应用于抗炎、抗菌等其他活性领域,拓展了潜在应用范围,超出了原计划的预期,为后续研究提供了多样化的方向。在过去三年中,本项目的研究成果共计发表SCI论文8篇。
国内基金
海外基金