香豆素类BRD4抑制剂的设计合成及生物活性研究
溴结构域蛋白 4（Bromodomain-containing protein 4, BRD4）是表观遗传阅读器，能通过识别乙酰化的赖氨酸来调节转录等生物学进程，且其异常表达会引发癌症等多种疾病。作为成药性靶点，BRD4 抑制剂尽管报道众多，但至今仍无相关上市药物。香豆素及其衍生物作为天然产物具有良好的生物活性和成药性，但在 BRD4抑制剂的开发中应用较少。因此开发新型香豆素类 BRD4抑制剂具有广阔的应用前景。 本课题组前期对泛 BRD4抑制剂 ABBV-075进行骨架跃迁，设计合成了一系列C6-位取代的香豆素类BRD4抑制剂。本文首先对它们进行了体外细胞毒活性评价，发现化合物 SW18 具有较好的 BRD4抑制活性和体外抗肿瘤细胞增殖活性（BRD4-BD1 IC50=99 nM, BRD4-BD2 IC50=82 nM;MCF-7 IC50=2.01±0.47μM, HGC-27 IC50=7.67±1.00μM）；初步抗肿瘤机制表明：化合物SW18在乳腺癌细胞 MCF-7中可剂量依赖性地抑制集落形成，阻滞细胞周期，诱导凋亡并抑制迁移，且能下调原癌基因 c-Myc的表达。尽管化合物 SW18在上述研究中表现良好，但其不具备结构域选择性，对正常细胞毒性较强（GES-1 IC50 =14.97±2.30μM）且药代动力学性质较差（t1/2=2.96 h, F=3.79%）。以上结果表明化合物SW18需要进一步的结构优化。 随后，以SW18为先导化合物，通过对BC Loop，ZA Loop和WPF Region进行改造，设计合成了31个香豆素类BRD4(BD1)选择性抑制剂。酶活性评价显示：化合物29j具备23.35倍的BRD4(BD1)选择性（BRD4-BD1 IC50 = 113 nM, BRD4-BD2 IC50=2639 nM）；细胞毒活性评价显示：化合物29j在维持胃癌细胞活性（HGC-27 IC50=5.91±1.81μM）的同时对正常胃黏膜细胞毒性较小（GES-1 IC50=45.47±0.52μM）；对接结果表明化合物29j与BRD4(BD1)蛋白具有良好结合构象：香豆素母核及邻甲氧基苯基分别伸至KAc结合口袋及WPF Region；C4-位哌嗪基嵌入BC Loop并与Asp144形成氢键，是化合物产生BRD4(BD1)选择性的原因。初步抗肿瘤作用机制表明：化合物29j可剂量依赖性下调原癌基因c-Myc及上调抑癌基因p21的表达；类药性评测中：化合物29j满足类药五原则且有一定的成药潜力可供进一步深入研究。 综上所述，本论文通过对实验室前期获得的香豆素类泛 BRD4 抑制剂进行抗肿瘤作用机制及药代动力学研究，筛选得到候选化合物 SW18。随后为提高化合物 SW18 的选择性并改善其成药性，运用药物拼合等经典策略进一步设计并合成了一系列香豆素类BRD4(BD1)选择性抑制剂，为BRD4(BD1)选择性抑制剂的研究提供理论及数据支持。
溴结构域蛋白4抑制剂;香豆素;细胞毒性;抗肿瘤作用
兰州大学
硕士
药学
陈世武
2023
中文
R285
2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）