吡咯-咪唑聚酰胺多肽抑制程序性死亡受体1基因转录机制的研究

Programmed Death-1 (PD-1) is a validated therapeutic target for tumor and autoimmune disease. Anti-PD-1 monoclonal antibodies (mAb) significantly suppress the tumor growth in clinical trials. The mAb blockades the interaction between PD-1 and PDL-1/PDL-2, which is highly expressed on the surface of tumor cells, and improves the anti-tumor T-cell function. The mAb targets the PD-1 protein. The research about inhibition of PD-1 transcription by small molecules has not been reported before. Here, we designed the Pyrrole-Imidazole Polyamides (PIPs)，which can recognize specific DNA sequence, according to the three cis-regulatory elements within the promoter region of PDCD1. The PIPs could bind to the cis-element by competing with the transcription factors, and caused transcriptional inhibition. We expect to screen 2-3 PIPs, which can suppress PDCD1 transcription. The discovery of PIPs targeted the promoter of PDCD1 will explain the mechanism of transcriptional inhibition of PDCD1, and provide an alternative potential therapeutic strategy for tumor and autoimmune disease.

程序性死亡受体1（Programmed Death 1，PD-1）是肿瘤及自身免疫疾病的重要靶点，其单克隆抗体药物对肿瘤具有明显的疗效。单克隆抗体是在蛋白质水平上阻断PD-1蛋白质与其受体PDL-1/PDL-2的结合，而对于PDCD1转录水平的抑制研究还未见报道。本课题是以 PDCD1基因启动子区三个关键的顺式作用元件为研究对象，分别设计合成三种具有DNA序列识别特异性的吡咯-咪唑聚酰胺多肽（Pyrrole-Imidazole Polyamides，PIPs）。多肽分子与转录因子竞争结合特定的顺式作用元件，以此抑制PDCD1基因转录。本研究预期能够筛选得到2-3个抑制PD-1基因转录的PIPs分子，这对于研究PDCD1基因表达抑制的机理具有深层次的理论意义；而设计合成的多肽分子将进行更深入的研究，为PD-1靶点的药物研发提供多样性，为疾病的治疗提供更多选择。

程序性死亡受体1（Programmed cell Death 1，PD-1）是肿瘤及自身免疫疾病的重要靶点，其单克隆抗体药物对肿瘤具有显著的疗效抑制效果。本课题是以 PDCD1基因启动子区三个关键的顺式作用元件为靶点，合成了两种吡咯-咪唑聚酰胺多肽（PIPs）先导化合物，分别是靶向PDCD1基因启动子区域的AP1结合区的1#化合物和靶向富含GGCC区域的2#化合物。在先导化合物基础上合成了7种衍生物：1A、1B、1C、2A、2B、2C和2D。我们利用流式细胞术在人PBMC中研究发现，2A和2D能够显著降低PD1阳性细胞的比例；在小鼠脾脏细胞中，1C和2C也能够显著降低PD-1阳性细胞的比例；在小鼠黑色素瘤细胞系B16F10的研究中也发现1C、2C和2D均能有效降低肿瘤细胞中PD1阳性细胞的比例。该项目的完成为发现为PD-1小分子抑制剂的研发提供了前期数据，并奠定了理论基础。在完成此项目的同时，我们也设计合成了针对EB病毒复制起点OriP序列的PIPs（命名为EIP-2）。该化合物能够与EB病毒关键蛋白EBNA1竞争结合OriP位点，抑制病毒复制，降低EB病毒相关肿瘤细胞中的病毒拷贝数，从而抑制肿瘤细胞的生长。在动物水平上，我们也验证了EIP-2抑制荷瘤裸鼠中肿瘤组织的生长。该项工作的完成为抗EB病毒相关肿瘤药物的研发奠定了基础。