抗肿瘤转移HDAC/TDG双靶点抑制剂的设计、合成及其构效关系研究

Tumor metastasis is the key factor for cancer death, Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is closely related to the process of tumor metastasis. The decreased expression of E-cadherin is often considered as the symbol of EMT process, Wnt /β-catenin signaling pathway plays a crucial role in EMT. HDACi can reverse EMT through increasing the expression of E-cadherin, TDG can regulate the exprssion of EMT related protein by forming transcription complex, so synergistic inhibition of HDAC and TDG may regulate EMT more effectively. Applicant previously found one series of N-bissubstituted hydroxamate HDACi, which have certain anti-metastasis effects. In this project, we insert pharmacophore of TDG inhibitors into HDACi, got compouds which can target HDAC and TDG at the same time, then study on structural optimization and structure-activity relationship. Finally, the new drug candidates against tumor metastasis can be found by in vivo evaluation on active compounds. Which can provide a new direction for researching dual-target inhibitors with anti-metastasis activities.

上皮细胞-间充质细胞转化（EMT）引起的肿瘤转移是导致肿瘤病人死亡的最主要原因。其中E-cadherin表达量减少是EMT转化的标志性现象，并且Wnt /β-catenin信号通路在EMT过程中扮演十分重要的角色。研究发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）可上调E-cadherin表达抑制EMT过程，而Wnt /β-catenin信号通路中胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）参与形成转录复合体调控EMT相关蛋白表达，因此协同抑制HDAC和TDG可以更有效调控EMT过程。申请者前期发现的N-双取代异羟肟酸HDACi具有一定的抗肿瘤转移功能，本项目拟在其结构基础上引入TDG抑制剂的药效团，设计合成新型具有抗肿瘤转移功能的HDAC/TDG双靶点抑制剂，开展结构优化和构效关系研究，通过优选活性化合物的体内药效评价，最终得到具有显著抗肿瘤转移作用的先导化合物。为抗肿瘤转移双靶点抑制剂开发提供新的方向。

上皮细胞-间充质细胞转化（EMT）引起的肿瘤转移是导致肿瘤病人死亡的最主要原因。其中E-cadherin表达量减少是EMT转化的标志性现象，研究发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）可上调E-cadherin表达抑制EMT过程，胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）参与形成转录复合体调控EMT相关蛋白表达，因此协同抑制HDAC和TDG可以更有效调控EMT过程。申请者前期发现的N-双取代异羟肟酸HDACi具有一定的抗肿瘤转移功能，本项目拟在其结构基础上引入TDG抑制剂的药效团，设计合成新型具有抗肿瘤转移功能的HDAC/TDG双靶点抑制剂，开展结构优化和构效关系研究。项目执行期间我们共合成了三个系列分别含有氧化吲哚、噁二唑和噻吩结构的N原子双取代酰胺异羟肟酸类的化合物，对目标化合物的活性测试我们是从体外到体内逐步进行的，首先通过对酶活性的抑制筛选获得一些活性较好的化合物，然后进一步进行细胞水平的检测，我们检测了化合物对于乳腺癌、肝癌及肺癌细胞系的抗增殖及抗迁移活性，对于表现良好的化合物进行了最终的体内活性测试，同样也是检测了化合物对于乳腺癌细胞的增殖及迁移两个方面的体内抑制活性。最终发现十多个化合物的活性优于已上市药物SAHA，我们利用化合物YF438深入研究了此类抑制剂的抗肿瘤机制，发现化合物YF438主要是通过影响影响MDM2-HDAC1-MDMX复合体的形成促进MDM2的自我降解, 从而进一步起到抑制肿瘤发生发展的作用.对于HDAC抑制活性好的化合物，我们进行了TDG抑制活性检测，但是发现化合物的TDG抑制活性不是很明显，后续我们正在尝试用不同的检测方法检测化合物的TDG抑制活性。总体来说，本论文以HDAC及TDG为靶标，综合药物化学、分子生物学及计算机模拟药物设计等手段，设计合成了三个系列共一百五十个左右全新的化合物，进行了从体外到体内全面系统的生物活性测试，最终发现了十多个活性好于已上市药物SAHA的化合物并且化合物对于抑制肿瘤迁移就有很好的效果。