以中药鸦胆子中活性成分Cleomiscosin E为先导的JAK3选择性抑制剂的设计、合成和构效关系研究

JAK is a family of non-receptor soluble protein tyrosine kinases, and JAK3 which was studied in recent years is regarded as one therapeutic target of rheumatoid arthritis ( RA ). Cleomiscosin E, is a new compound purified from Brucea Javanica by our research group.Its pharmacodynamics screening resultsin vitroshowed that this compoundmighthave inhibitory effect on JAK3, one of the JAKfamily, selectively. Moreover in vivo study showed that Cleomiscosin E has a good therapeutic effect on collagen-induced arthritison DBA/1J mice. In order to obtain the compoundswhich have a better treatment activity, this project aims to make the following research: first, modify the structure of Cleomiscosin E, and thus to explore the structure-activity relationship; secondly, design and synthetise a series of compoundson the basis of the structure-activity relationship, and selective inhibition activities on JAK3 of them was screened in vitro; finally, the activity of the screened compoundswill be estimated in vivo, whilsta preliminary study on evaluation of the pharmacokinetics and safety. The implementation of this project will enable us to clear the structure-activity relationship of Cleomiscosin E, and obtained a new class of JAK3 selective inhibitors and potential treatment for RA. This project has a good innovation, academic significance and application prospects.

JAK是一类非受体型可溶性酪氨酸蛋白激酶，其中JAK3是近年来研究较多的类风湿性关节炎（RA）治疗靶点。本课题组从鸦胆子中纯化到一种新化合物Cleomiscosin E，体外药效学筛选结果显示该化合物对JAK家族中的JAK3具有选择性抑制作用。体内试验表明Cleomiscosin E对胶原诱导的DBA/1J小鼠关节炎有良好的治疗作用。为了获得具有更佳治疗效果的化合物，本项目拟进行下列研究：（1）对Cleomiscosin E进行结构修饰，并由此对其构效关系进行探讨；（2）在此基础上设计并合成出一系列化合物，在体外对它们的JAK3选择性抑制活性进行测试；（3）对筛选出的化合物进行体内活性检测，同时对其进行初步安全性评价及药代动力学研究。本项目的实施将使我们明确该类化合物的构效关系，并可能获得一类新的JAK3选择性抑制剂及潜在的RA治疗药物，具有良好的创新性、学术意义和应用前景。

类风湿性关节炎是一种以关节滑膜炎为特征的慢性进行性自身免疫性疾病。目前治疗类风湿关节炎的常用药物分为五大类，即非甾类抗炎药（NSAIDs）、改善病情的抗风湿药（DMARDs）、糖皮质激素、植物药和生物制剂。但目前各种治疗手段都各有缺陷。JAK 是一类非受体型可溶性酪氨酸蛋白激酶，其中 JAK3 是近年来研究较多的类风湿性关节炎（RA）治疗靶点。本课题组从鸦胆子中纯化到一种新化合物Cleomiscosin E，体外药效学筛选结果显示该化合物对 JAK 家族中的 JAK3 具有选择性抑制作用。体内试验表明 Cleomiscosin E 对胶原诱导的 DBA/1J小鼠关节炎有良好的治疗作用。在随后的研究中发现，我们所获得的化合物还具有特异性抑制肿瘤细胞生长的特性，且初步急性毒性实验发现该化合物毒性较低。在二十多种人肿瘤细胞的IC50值在 0.1—0.5µM。分子作用机制研究发现该药物能通过抑制DNA的分裂而诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤新生血管生成和转移而抑制肿瘤生成和转移。本课题在前期研究的基础上，利用多种动物模型证明不但能抑制肝癌、肺癌、结肠癌的生长，还能抑制多种肿瘤引起的肺转移，并从分子水平上证实该化合物可以引起细胞内JNK/P38、ERK、AKT、FAK等信号通路的变化从而抑制血管生成，进一步研究显示其同样可以改变低氧诱导因子HIF和脯氨酸羟化酶PHD2的表达，调控VEGF的表达，抑制血管的生成。最后，通过免疫荧光染色检测、体外和体内实验初步证实该化合物的作用机制为通过与微管蛋白结合，将细胞周期阻滞于G2/M期。本课题的研究为该化合物的进一步开发和应用打下了坚实的基础。