靶向BRAF(V600E)选择性激酶小分子抑制剂的分子构建及抗肿瘤生物活性评价

恶性肿瘤是死亡率最高的疾病之一，化学治疗因靶向性低限制了其应用，因此提高对肿瘤细胞的靶向性是抗肿瘤药开发的迫切需要。MAPK/ERK信号通路中，BRAF突变率最高，突变后活性增强500倍，引发肿瘤，因此选择性抑制突变型BRAF是提高药物对肿瘤细胞的靶向性的新思路。申请者以BRAF为靶点，已得到先导化合物S1，其具有抗黑色素瘤活性（IC50值为11.3μmol）。本项目以突变型BRAF为靶点，依据其突变前后结构变化，优化S1结构，设计、合成新型的高选择性抑制剂。通过对其进行激酶、细胞、体内生物活性评价，不断优化化合物结构，得到高选择突变型BRAF抑制剂。并进行酶复合物单晶结构解析，确定作用位点，为高选择性突变型BRAF抑制剂的研究提供理论基础。本项目预期能得到高选择性突变型BRAF抑制剂，望在后续研究中开发出对肿瘤细胞具有高靶向性的国家一类抗肿瘤新药。

本项目在深入研究Vemurafenib与BRAF (V600E)激酶作用模式的基础上并结合药理活性结果反复优化目标化合物分子结构主要进行了以下几个方面的工作：（1）基于 6-羰基-1H-苯并[d]咪唑-2-甲酰胺结构的BRAF激酶抑制剂的设计、合成以及生物活性研究。本部分共设计合成了66个目标化合物，其中化合物 A1-1 在人黑色素瘤 A375和人肝癌细胞 HepG2的抗增殖实验中有较强的活性，且优于阳性对照药 Sorafenib。我们还将化合物A1-1 分别进行了小鼠体内 A375 和HepG2肿瘤生长的体内药效实验，结果表明，化合物 A1-1 在 50 mg/kg/d 的剂量下对人黑色素瘤A375有明显的体内抑制活性和相当，并且对小鼠体重基本无影响。（2）2-（1H-咪唑-2-）吡啶索拉菲尼衍生物的设计合成及生物活性研究。本部分设计了结构新颖的两个系列共31个目标化合物，并对其进行了体内及体外抗肿瘤活性研究。其中CLW14和CLW27体内抗肿瘤活性与阳性药相当。（3）基于 色原酮结构的BRAF激酶抑制剂的设计、合成以及生物活性研究。本部分引入天然化合物的结构片段色原酮，设计了结构新颖的ⅡB型BRAF激酶抑制剂。对16个目标化合物进行了初步的药理活性测试数据分析，化合物的活性低于阳性药Vemurafenib，需要进一步进行结构改造以提高与BRAF(V600E)的相互作用。部分化合物对U2OS细胞增值抑制活性优于阳性药Vemurafenib，可供进一步研究。（4）基于3-烟酰-6-硝基-2-（吡啶-3-）4H-色原酮-4-酮衍生物的BRAF激酶抑制剂的设计、合成以及生物活性研究。本部分拓展了BRAF激酶抑制剂的结构类型目前已得到目标化合物12个药理活性筛选正在进行中。本项目在执行过程中通过生物活性测试及计算机辅助药物设计反复优化目标化合物结构，设计并和合成了4个结构类型共计125个目标化合物分子。目前已完成了其中大部分化合物的生物活性测试工作并及时总结了构效关系对于进一步开发BRAF (V600E)抑制剂打下了坚实的基础。同时目前 BRAF 激酶抑制剂面临的最大挑战就是耐药性问题，临床采用的最多方法是联合药或者以与 BRAF 激酶活性密切相关的蛋白或激酶(如 VEGFR 等)做成多靶点抑制剂也是很好的选择，具有广阔的前景。