特异性靶向识别端粒G-四链体DNA的Isaidigotone衍生物：结构，结合模式与生物活性的关系

以端粒G-四链体DNA为靶点设计新抗癌药物，是近年来癌症靶向治疗药物研究中的重要前沿领域之一。我们设计合成的Isaidigotone衍生物已证明能高选择性结合/稳定端粒G-四链体DNA，从而有效抑制癌细胞的端粒维持机制，促进其衰老。与已报道的G-四链体配体不同，这类新型配体具有结构柔韧性，并通过特殊的结合模式与端粒G-四链体结合。进一步实验提示，配体显著的生物活性与其结合模式相关。为此我们提出，配体与端粒G-四链体的结合模式是影响其生物活性的关键因素之一，以此为理论基础设计高效、高选择性的新型配体是一个新的思路。本项目将在已有工作基础上设计合成新的Isaidigotone衍生物库，采用MS、NMR、EMSA、TRAP和ChIP等技术系统研究配体分子结构、结合模式与活性的关系，阐明特殊结合模式的详细作用机制，为新型G-四链体配体及以端粒为靶点的新型抗癌先导化合物的设计提供新思路。

以G-四链体DNA为靶点设计新抗癌药物，是近年来癌症靶向治疗药物研究中的重要前沿领域之一。Isaidigotone即Isaindigotone，是中药板蓝根的活性成分之一。我们前期所设计合成的Isaindigotone衍生物已证明能通过多重的结合模式高选择性地结合/稳定端粒G-四链体DNA，从而有效抑制癌细胞的端粒维持机制。本研究在此基础上开展了以下研究内容并取得了重要结果：（1）设计、合成了一系列新结构的Isaindigotone衍生物并以此为基础成功构建了具有结构多样性的Isaindigotone衍生物库。该化合物库含9个系列超过200个Isaindigotone衍生物。（2）综合运用各种生物物理的研究方法对化合物库中Isaindigotone衍生物与G-四链体DNA的结合模式进行了分析，阐明了化合物结构与结合模式的关系，发现该类配体的结合模式与其中心脂肪环结构密切相关。（3）对化合物库中的分子进行了一系列细胞外与细胞内的生物活性测试，包括Isaindigotone衍生物结合/稳定各类G-四链体DNA的能力及其选择性，诱导端粒G-四链体DNA构型转换的能力，保护G-四链体DNA方面的作用以及细胞内G-四链体DNA相关的抗肿瘤活性研究等，获得了相关构效关系信息。随后以结合模式为切入点，分析了结合模式与生物活性的关系，发现化合物的结合模式对不同生物活性有不同影响并探讨了化合物的作用机理。（4）整合了化合物结构与结合模式关系的信息以及结合模式与生物活性关系的信息，探讨了Isaindigotone衍生物结构―结合模式―生物活性三者间的关系。为基于G-四链体DNA（如端粒G-四链体DNA、c-MYC G-四链体DNA及 c-KIT G-四链体DNA等）发展出高选择性、高效及低毒副作用的新抗癌药物提供了重要理论和实验依据。（5）根据所获得Isaindigotone衍生物结构―结合模式―生物活性的信息并结合G-四链体核酸结构的特点，基于Isaindigotone的结构合成了可用于体外检测G-四链体核酸的比色法探针，并以此为基础构建了一个大规模筛选G-四链体结构的检测体系。总的来说，本项目基本按原定计划开展了研究，完成了申请书中所制订的研究目标并取得了相应的研究成果，研究成果达到预期。目前已发表标注本基金项目资助的SCI论文10篇，申请与项目直接相关的专利3份。