利用片段组合的方法针对激酶DDR1二型抑制剂的开发及药效验证

The discoidin domain receptors (DDRs) kinases are a novel class of receptor tyrosine kinases that are activated by several collagens and known to be key regulators of cellular morphogenesis, differentiation, proliferation and adhesion/migration. Recent studies have shown altered expression of DDR1 in human tumors, including lung, esophageal, breast, ovary, and pediatric brain cancers, suggesting a definite role of DDR1 in tumor progression. The mechanism of how this receptor may contribute to oncogenesis is still unclear. However, given its important role in transmitting signals from the extracellular matrix (ECM), it is possible that it may act as a critical regulator of cell proliferation, adhesion, migration, and subsequent tumor metastasis. As yet, there is relatively little information concerning DDR1 downstream signaling pathways and functions. It has been well accepted that type II kinase inhibitors bear higher potential to exhibit better selectivity over type I kinase inhibitors. Based on the preliminary result in our lab for developing type II kinase inhibitors, we propose to use fragment hybrid approach to develop new and selective type II DDR1 kinase inhibitors to determine the pharmacological consequences of acute inhibition of DDR1 kinase activity in cancer background.

DDR1激酶是一个能够被胶原基质特异性的活化的受体络氨酸激酶，它在多种癌症中显示出了表达和功能异常。一些初步的生化基础研究表明它可能与癌症细胞的形态，增殖，生长，粘连以及转移有关，但相关的具体生理和病理研究目前还处于起步阶段。而缺乏高活性高选择性的DDR1激酶抑制剂是目前阻碍进一步深入研究其机理的主要因素。由于type II（二型）激酶抑制剂相对于type I激酶抑制剂在提高选择性方面有诸多优势，我们基于前期在type II激酶抑制剂方面的一些工作基础，拟利用片段组合的方法，采用计算机辅助设计和虚拟筛选与试验检测相结合的手段，开发新型的靶向于DDR1 激酶的type II激酶抑制剂，以验证DDR1作为新的抗癌症药物靶点的有效性。

为更好的研究受体酪氨酸激酶DDR1的生理和病理功能，我们计划开发高活性高选择性的type II DDR1激酶抑制剂。根据资助项目计划书，我们首先利用片段组合的方法设计了一系列针对DDR1激酶的新型化合物，并根据虚拟筛选的结果挑选并完成了20多个新化合物的化学合成和表征工作。从这些化合物中我们找到了化合物5，它在激酶组的测试中表现出强烈的对DDR1的抑制活性，但是仍然对DDR2激酶具有一定的活性，此外对于与DDR1激酶结构相近的BCR-ABL, c-KIT，SRC，BLK等激酶也显示出一定活性，因此需要进一步改善其结构以获得更好的激酶选择性。同时我们利用已知的DDR1激酶的选择性抑制剂DDR1-IN-1，从结构药物设计的角度出发，开发了一系列用于DDR1激酶的生理功能检测的分子探针，并且对它们进行了生物活性的表征，结果显示这些新的探针丢失了部分活性。我们进而利用荧光标记的小分子探针发现抑制DDR1激酶的活性可能诱导细胞自噬的过程，这种现象在小分子抑制剂DDR1-IN-1上也得到了验证。但是由于分子探针的活性较弱，进行挽救试验的时候效果并不明显。因此我们需要进一步开发活性和选择性更强的DDR1激酶的小分子抑制剂，并以此为基础进行相关分子探针的开发，通过这些工具我们将继续深入的探究DDR1激酶与细胞自噬过程的作用机制。