靶向雄激素受体突变基因AR F876L抑制剂先导化合物的优化和对前列腺癌活性研究

Androgen Suppression Therapy is widely used treatment for prostate cancer. However, patients rapidly generate drug resistant after treatment. Studies found that androgen receptor mutation F876L is the molecular mechanism for newly approved drug Enzalutamide resistance and can be used as drug target to overcome the resistance issue. In our previous studies, we established in vitro and in vivo AR F876L model, using computer aided drug design, a serious of compounds were designed and prepared and SKLB-1117 was identified as a lead compounds as AR F876L antagonist with 82% inhibition against AR F876L mice xenograft model. In this application, we are going to optimize SKLB-1117 by using computer-guided structural modeling of the complex formed by the receptor and the drug, compound synthesis and in vitro and in vivo screening. Structure-activity relationship will be established. Drug/receptor interaction mechanism will be explored to understand further the drug resistance mechanism.

激素治疗是前列腺癌最主要治疗方法，然而病人使用激素治疗药物后迅速产生耐药性。研究表明雄性激素突变受体AR F876L是产生新上市药物Enzalutamide耐药性的关键分子机理，其可作为药物新靶点。前期工作中，我们利用计算机辅助药物设计并合成了一系列针对AR F876L的化合物，建立了体外细胞和体内药物筛选模型，发现SKLB-1117对AR F876L有较强的体外和体内前列腺癌抑制作用（体内82%抑制率）。本项目以SKLB-1117为先导化合物为基础，利用计算机辅助药物设计，通过对AR F876 变异受体作用位点的计算和模拟对其进行优化改进，筛选活性化合物，建立具有指导意义的药物构效关系，发现雄性激素变异受体AR F876L 抑制剂候选药物分子，研究药物和雄性激素受体作用机制，探索抑制剂产生耐药性的分子机理，为抗耐药性前列腺癌治疗药物的研究奠定基础。

前列腺癌是世界范围内第二常见的男性恶性肿瘤。近六十年来，雄激素受体（AR）一直是治疗前列腺癌的重要靶点。在目前的治疗方法中，醋酸阿比特龙和恩杂鲁胺这两种抗雄激素药物已成为转移性去势前列腺癌（mCRPC）的标准治疗药物。在这个项目中，我们通过分子杂交策略设计并合成了一系列由阿比特龙和恩杂鲁胺衍生而来的新型抗雄激素，其中以二苯胺骨架为特征的化合物4a被证明是一个强效的且具有细胞选择性的雄激素受体拮抗剂。在细胞增殖实验中，化合物4a对AR过表达的VCaP细胞和携带AR-H874Y突变体的22Rv1细胞的抗增殖活性优于已上市药物恩杂鲁胺。此外，化合物4a不仅能拮抗野生型AR，还能抑制对恩杂鲁胺耐药的AR- F876L突变体。在竞争性结合实验中，化合物4a对AR的结合亲和力强于恩杂鲁胺。这些结果表明化合物4a是治疗恩杂鲁胺耐药的CRPC的潜在候选药物。另一方面，Darolutamide(原名ODM-201)是一种新一代AR拮抗剂，目前正处于III期临床试验中，它被证实能够克服恩杂鲁胺耐药的去势抵抗型前列腺癌。因此，我们对Darolutamide进行了初步地构效关系研究，结果发现了能同时拮抗AR和下调AR蛋白水平的双功能分子4k和4b。在细胞增殖实验中，化合物4a对VCaP细胞和22Rv1细胞的体外抗增殖活性优于已上市药物恩杂鲁胺。重要的是，化合物4k和4b能够抑制AR-F876L突变体的活性，并且能够有效地抑制AR调控的前列腺特异性抗原(PSA)和FK506结合蛋白5 (FKBP5)基因的转录。与darolutamide和enzalutamide不同地是，化合物4b和4k在mRNA水平上下调了全长的AR (AR-full)和缺失配体结合域的AR变体7 (AR-V7)的蛋白表达。此外，化合物4k在去势抵抗的VCaP异种移植模型中的抗肿瘤活性明显优于临床上应用的恩杂鲁胺。因此，结合了AR拮抗和下调的双重活性，化合物4k被认为是阻断AR信号通路和克服恩杂鲁胺耐药的有利候选药物。