具有多重抗肿瘤耐药机制的微管稳定剂小分子的结构优化与类药性评价

本课题同时针对具有明确临床相关性的不同肿瘤耐药因素，以P-糖蛋白和betaI?、betaIII亚型微管蛋白为主要靶点，将有利于不同抗耐药机制的结构因素整合到同一分子中为设计理念，通过综合运用药物化学、结构分析、分子模拟、生化和细胞生物学、药理和药物代谢等多学科技术手段，对紫杉烷类化合物为代表的微管稳定剂进行结构改造。通过考察小分子与P-糖蛋白和微管蛋白在分子水平的作用，发现对P-糖蛋白过表达和betaIII亚型微管蛋白高表达这两种临床相关性高的耐药因素更有效的化合物；同时通过调节小分子与P-糖蛋白的作用改善其生物利用度特别是口服吸收能力。对具有不同抗肿瘤耐药机理的化合物在细胞和整体动物水平上加以验证，希望找到优于现有临床药物，对耐药肿瘤更有效并具有良好成药前景的微管稳定剂类小分子。

本课题以寻找具有多靶点抗耐药肿瘤小分子化合物为主要目标，特别是针对临床相关性明确的P-糖蛋白和beta-III 亚型微管蛋白高表达介导的肿瘤耐药，发现对耐药肿瘤更有效并具有良好成药前景的微管稳定剂类小分子。按照项目计划，完成了如下工作：（1）以P-糖蛋白和beta-I、beta-III 亚型微管蛋白为主要靶点，通过对紫杉烷的结构修饰，获得了一系列紫杉醇衍生物和类似物进行分子、细胞和动物水平的测试。从中发现了以CTX-63为代表的对微管蛋白具有高亲和力、对P-糖蛋白结合力减弱的化合物，对P-糖蛋白和beta-III高表达耐药机制和beta-I微管蛋白点突变的耐药机制均具有良好效果；通过对紫杉烷的C-环、B-环、D-环的改造，获得了一系列母核柔性增强和构象变化的紫杉烷，并从中获得了对beta-III耐药细胞效果更好的C-seco化合物。（2）在beta-III有关的研究方面，建立了beta-III富集的微管体外模型，用以反映与beta-III高表达介导耐药有关的性质；还利用已建立的敏感HeLa和转染beta-III的HeLa/beta-III耐药细胞，测定了本组全部半合成紫杉烷的细胞毒性，并发现对微管具有高亲和力的紫杉烷亦可在拮抗beta-III耐药方面发挥作用，机理仍有待阐明。（3）利用本组合成的荧光探针，采用包括小角度X-射线散射法在内的多种结构分析方法，考察了紫杉烷结构变化对微管/微管蛋白构象变化的影响。（4）采用了成对的敏感和不同机理的耐药肿瘤细胞，对微管稳定剂分子的作用及其机制进行了系统考察，考察对象包括本试验室的半合成紫杉烷以及紫杉醇类、埃坡霉素类微管稳定剂，对其抗增殖作用、对微管系统与耐药相关转运蛋白以及对细胞周期和凋亡信号通路的影响等。（5）依据分子和细胞水平的结果，选取LX2-32C/CTX-4，Yg-3-46a/CTX-40等代表性化合物，进行了体内药效/毒性和药代动力学方面的研究，确认LX2-32C/CTX-4对耐药肿瘤的作用强于紫杉醇，从而选择其作为新药候选物进行开发。此外还对代表性化合物的作用机理、对肿瘤干细胞的作用、对肿瘤转移的影响等方面的作用进行了考察。