基于c-Met和PLK1靶点的新化合物设计、合成及抗肿瘤活性研究

基于c-Met和PLK1靶点的新化合物设计、合成及抗肿瘤活性研
究
c-Met及PLK1激酶抑制剂均是目前新型抗肿瘤药物研究的重要方向。

其中,c-Met抑制剂类已有两个药物上市,且多个化合物处于临床研究阶段;PLK1抑制剂多处于临床前和临床研究阶段,暂无药物上市。

基于c-Met和PLK1靶点进行相关抑制剂的设计、合成及抗肿瘤活性研究具有较大的学术意义和潜在的应用价值。

本文以c-Met和PLK1抑制剂为研究方向,进行新结构类型抑制剂的设计、合成及体外/内活性筛选,以发现具有较好成药性的抗肿瘤活性分子。

本论文设计合成了八类共131个新化合物,其中优选化合物SIPI7228和SIPI7067具有较好的体内外活性、且具有毒性小、药代特征良好、潜在心脏毒性小等优点,具有深入研究价值。

研究内容及成果如下:1、新化合物设计以c-Met 及PLK1激酶抑制剂为研究对象,基于对已上市及临床在研药物基本骨架结构和药效团的分析,依据结构类似性原理采用骨架跃迁、生物电子等排体等有效的药物设计方法进行化合物设计,共设计八个系列(A-D、Ⅰ-Ⅳ)目标化合物。

采用计算机辅助药物设计方法分析所设计的新化合物与靶蛋白的结合方式,并根据药理实验结果验证设计思想的合理性,以指导数轮化合物的设计与结构优化。

2、新化合物的合成与化学研究合成A-D类c-Met化合物69个,Ⅰ-Ⅳ类PLK1化合物62个,共计131个新化合物,结构均经MS、1H-NMR分析确证。

通过八个系列目标化合物的逆合成分析及目标化合物的结构特点,设计了路线较短、方便操作,适合大量制备的合成路线;对于关键中间体的合成方法进行了研究,为样品大量制备奠定了良好基础;同时亦为类似物的合成提供良好的方法
借鉴。

3、新化合物的抗肿瘤活性研究3.1 c-Met抑制剂的抗肿瘤活性研究A类化合物中SIPI7234和SIPI7235对c-Met的IC50分别为236、275 nmol/L,其中化合物SIPI7234对肿瘤细胞Panc-1、HepG2、Caki-1、HCT116的抗增殖活性与阳性药卡博替尼(Cabozantinib)相当;B类化合物SIPI7100对c-Met的IC50为137 nmol/L,表明氨基嘧啶母核结构对c-Met激酶具有较强的结合力,有利于活性的提高;C类化合物SIPI7224、SIPI7228和SIPI7239的抑酶活性与Cabozantinib 相当,抗肿瘤细胞增殖的活性均优于Cabozantinib,确定SIPI7228为优选化合物进行初步成药性评价;D类化合物采用三环结构作为靶酶ATP结合位点,具有一定的创新性,其中化合物SIPI7064、SIPI7067、SIPI7076、SIPI7077均具有较好的抑酶活性及抗肿瘤细胞增殖活性,确定SIPI7067为优选化合物进行初步成药性评价。

3.2 PLK1抑制剂的抗肿瘤活性研究Ⅰ类化合物SIPI7473、SIPI7475和SIPI7915的抑酶活性与阳性药Volasertib相当;Ⅱ类化合物SIPI7491对HL-60细胞的抗增殖活性与Volasertib相当,对THP-1细胞的抗增殖活性优于Volasertib,化合物SIPI7489和SIPI7498对THP-1细胞的抗增殖活性与Volasertib相当;Ⅲ类化合物SIPI7482对Hela细胞的抗增殖活性为SBE-13的8倍,化合物SIPI7916对Hela细胞的抗增殖活性为SBE-13的10倍;Ⅳ类化合物抑酶活性不佳,可能是此类化合物保守性较高,改变结构对活性产生较大影响。

4、优选化合物SIPI7228和SIPI7067的初步成药性评价对优选化合物SIPI7228和SIPI7067进行相关成药性比较研究,包括急性毒性实验、初步药代实验、hERG 钾通道影响实验及裸鼠体内抑瘤实验等。

结果表明,化合物SIPI7067和SIPI7228的毒性较小、药代特征良好、潜在
心脏毒性小,且表现出较好的体内药效,具有深入研究的价值。

综上,本论文所设计的八个系列新化合物丰富了c-Met及PLK1抑制剂的结构类型,及其与相应靶点的构效关系,为高活性化合物的进一步设计奠定了扎实的工作基础,论文研究工作达到预期目的。

同时,本文所获化合物设计及合成方面的经验可为该领域创新药物研究提供有益参考。