c-Met/VEGFR-2双重抑制剂的研究

In traditional research on kinase inhibitors, selectivity is one of the most important indicators. However, drugs which are directed to an individual target frequently show reduced efficacies due to the complex of tumor genesis and development. Multitarget agents and drug combinations have been increasingly explored for enhancing therapeutic efficacies. Most of the launched kinase inhibitor drugs are of multitargets. c-Met and VEGFR-2, which have been well-studied, are chosen for our research. Analysis and screening of crystal structures through computer-aided methods is used to design new dual inhibitor scaffold. By synthesizing derivatives, establishing stable biological evaluation system and testing on molecular and cell level, the antitumor effects of the combination of these two targets is studied. SAR of derivatives is studied and selected ones are screened for pharmacokinetic parameters, toxicity and inhibition on tumors in vivo. We hope our study will be useful in further research for novel antitumor drugs.

在传统的激酶抑制剂开发过程中，高选择性往往是主要考察指标之一，但肿瘤的发生发展是一个多基因的复杂过程，只对单一靶点进行调节无法达到预期效果，需要多靶点治疗来确保药物的有效性和持久性，目前上市的激酶类抑制剂大多是多靶点抑制剂。本课题选择已有药物上市或进入临床研究的成熟的抗肿瘤靶点c-Met和VEGFR-2，通过计算机对晶体结构进行分析和筛选，寻找新母核结构，设计合成新型双重抑制剂，建立稳定可靠的生物测试评价系统，通过细胞和分子水平的测试，研究这两种靶点组合是否能从肿瘤细胞的血管生成、侵袭和转移等多个环节进行抑制，并优化结构，试图得到较好药代数据及安全性、以及在动物模型上显示抗肿瘤活性的化合物，为发现新型有效的抗肿瘤药物奠定基础。

肿瘤细胞的生成、发展和转移是由多个异常信号转导通路引起，临床中常采用药物联合的手段，但药物之间可能发生相互作用而产生不良影响。酪氨酸激酶c-Met激活后能使细胞分离并向周围运动，促进肿瘤细胞转移；VEGFR-2能促血管生成，导致肿瘤细胞增殖存活。如果同时抑制这2种激酶，可能从不同机制对肿瘤进行抑制。c-Met与VEGFR-2的ATP结合区域具有高度同源性，使用自主设计的软件ScafBank对PDB蛋白晶体库进行筛选，找到通用的母核结构，再设计得到新系列化合物，共合成得到3个系列90余个化合物。对S1和S2系列进行构效分析后，发现c-met-019在c-Met和VEGFR-2上的IC50分别达到10和6 nM，酶谱实验发现其在c-Src，PDGFRα和EPH-A2也有较强抑制作用，说明这是一个多靶点激酶抑制剂。该化合物能够以剂量依赖的方式显著抑制SNU-5细胞，BaF3/TPR-Met及NIH-3T3/TPR-Met细胞中由Met活化引起的下游信号分子的磷酸化。其口服生物利用度为28%。小鼠体内100mg/kg给药剂量下的肿瘤抑制率为30.9%，显示出一定的抗肿瘤效果。以上研究为我们开发新型激酶抑制剂提供了新方法，多靶点抑制剂抗肿瘤效果符合课题设计，达到预定目标。.研究中我们发现S3系列表现出不同的特性。c-met-303对c-Met的IC50达到0.5 nM，对受检测的其他17种激酶均无明显抑制作用，说明该系列可能是c-Met选择型抑制剂。该化合物在c-Met活化的EBC-1, MKN45, SUN5, BaF3/TPR-MET细胞上的 IC50值都达到1 nM左右，在c-Met低表达的细胞上活性较弱，说明c-met-303能够选择性的抑制c-Met依赖的肿瘤细胞增殖而非细胞毒作用。在EBC-1小鼠肿瘤模型上口服c-met-303 100mg/kg和50mg/kg T/C百分数分别为0.40%和2.36%，显示出优秀的抗肿瘤效果。该系列化合物具有极好的研发前景，将进行更多生物学评价。 .本课题设计合成了全新的c-Met/ VEGFR-2抑制剂母核结构，并建立了单靶点和多靶点抑制剂的体内外评价模型，为激酶抑制剂的研发提供了新方法，也获得了具有开发前景的化合物，相关数据已整理发表在药化领域权威期刊J.Med.Chem.上并已申请专利，圆满完成课题预定目标。