新型PI3K抑制剂诱导多发性骨髓瘤细胞死亡的分子机理研究

PI3K信号通路的异常激活与多发性骨髓瘤(MM)的发生发展密切相关，我们发现一个新的小分子化合物S14161能特异性抑制PI3K的活性，呈现出较好的抗白血病和抗MM作用(Mao X.,et al.,Blood, 2011)，但其抑制模式尚不清楚。我们最近发现S14161下调了mTOR复合物组分的表达并诱导了MM细胞的自噬性死亡，为了进一步阐明其药理机制，本项目以MM细胞株和MM患者原代肿瘤细胞为研究对象，利用免疫沉淀、ELISA、Western blot、RNAi等技术：①分析S14161对I、II、III型PI3K酶活性的影响及动力学特征；②研究S14161对PI3K/Akt/mTOR信号通路及mTOR复合物组分的影响及调控作用；③分析S14161对自噬的诱导作用及机制。该项目有助于阐明S14161诱导MM细胞死亡的具体作用机制，为该小分子化合物的进一步开发提供必要的基础。

PI3K 信号通路的异常激活与多发性骨髓瘤(MM)的发生发展密切相关，我们在前期的研究中发现一个新的小分子化合物S14161能特异性抑制PI3K的活性，呈现出较好的抗白血病和抗MM作用。本项目以MM 细胞株和MM 患者原代肿瘤细胞为研究对象，利用免疫沉淀、ELISA、Western blot、RNAi 等技术：(1)研究了S14161对各型PI3K酶活性的影响，发现其对I型PI3K各酶均有明显的抑制作用，但是对II型和III型PI3K的酶活性没有表现出明显的效果，证明S14161是一个广谱的I型PI3K抑制剂；(2)利用计算机模拟技术对S14161和PI3Kγ进行了分子对接，发现其可通过范德华力结合到PI3Kγ的活性口袋中，从而抑制了酶活性；(3)研究了S14161对MM细胞中PI3K/Akt/mTOR信号通路及mTOR复合物的影响，发现其可显著抑制mTORC1组分的表达及磷酸化（phospho-mTOR、mTOR、Raptor），进而抑制mTOR信号通路下游相关蛋白4EBP1、p70S6K的磷酸化；(4)研究了S14161对MM细胞中自噬活性的影响，发现S14161处理后，LC3-II、Beclin1的表达水平显著上升，其机制可能是S14161促进了Beclin1与Bcl-2的解离，导致Beclin1与PI3KC3所形成的复合物增多，从而诱导了自噬的激活；(5)在原代MM细胞中研究了S14161的抗MM作用，发现其可激活MM细胞的自噬性死亡。此外，我们还同时研究了S14161对白血病细胞株的影响及作用机制，发现其也可通过mTOR及自噬通路诱导白血病细胞株的死亡。在此项目的支持下，我们还进一步利用结构改造合成了S14161的类似物BENC-511，发现其比S14161表现出更好的抗MM活性，同时我们还筛选了其他几个潜在的PI3K抑制剂，也得到了较好的结果。本项目的研究对于抗MM新药的研发具有重要的意义。上述研究成果共发表科研论文12篇，其中SCI论文11篇；参加国际学术会议3次，参加国内学术会议1次；培养博士研究生2名，硕士研究生1名。