论文部分内容阅读
癌症已经成为我国最主要的公共卫生问题,威胁人们的生命健康,同时也极大加重社会的负担,寻找更好的治疗癌症的方法始终是科研人员的重点话题。靶向药物是目前临床效果相对较好、患者接受度相对较高的一种癌症治疗方法。随着研究人员对肿瘤微环境和肿瘤异质性的深入了解,肿瘤的靶向治疗技术逐渐从靶向组织器官水平,将药物富集在肿瘤部位转向靶向肿瘤细胞中的相关致病蛋白和影响肿瘤微环境的蛋白,从基因和蛋白水平开发新的肿瘤治疗药物和方法。根据泛素调控蛋白质降解过程这一机制,形成一种新兴的新药开发技术:蛋白降解靶向嵌合体(Proteolysis-targeting Chimeras,PROTACs)技术。蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)是一种包含三个部分的异源双功能分子:一端与靶蛋白结合,另一端募集E3连接酶,中间起连接作用的连接链。嵌合体分子同时结合靶蛋白和泛素连接酶E3,诱导形成目标蛋白/PROTACs/E3三元复合物,导致靶蛋白的泛素化和之后的降解。PROTACs技术是一种快速、可逆的蛋白敲除方法,与泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-Proteasomes System,UPS)联合作用实现蛋白质水平的调节,其独特的作用模式使这种技术可以应用于转录因子等不可成药靶点,拓宽相关蛋白靶点的研究范围。PROTACs技术降解靶蛋白而不是抑制靶蛋白水平,从而解除一切与靶蛋白相关的酶或者非酶的生物学功能,避免由潜在的遗传补偿或自发突变引起的耐药性,提高治疗效率。PROTACs分子在靶蛋白降解过程中起到催化作用,低剂量的PROTACs分子就能产生很好的药理活性,从而降低产生脱靶效应的可能性,减少毒副作用,避免耐药性的形成。通过产生特定的靶蛋白与E3泛素连接酶之间的相互作用,PROTACs技术精准靶向致病性蛋白,提高选择性。因此,PROTACs技术可用于癌症治疗药物的开发。急性骨髓性白血病(Acute Myeloid Leukemia,AML)是临床上较为常见的一种骨髓性白细胞(而非淋巴性白细胞)异常增殖的血液恶性肿瘤疾病。溴结构域蛋白4(Bromodomain-containing Protein 4,BRD4)和Polo样激酶1(Polo-like Kinase 1,PLK1)是急性骨髓性白血病(AML)细胞中有效的治疗靶点。本研究利用PROTACs技术通过不同长度的聚乙二醇链,连接E3泛素连接酶CRBN的配体沙利度胺类似物和同时具有PLK1和BRD4蛋白酶抑制剂活性的BI2536衍生物,合成靶向降解PLK1和BRD4双靶点的PROTACs-HBL小分子化合物,并验证化合物在白血病细胞系中的抗肿瘤活性。CCK8检测结果表明合成的目标化合物HBL-1对MV4-11、MOLM-13和KG1这3种白血病细胞具有良好的增殖抑制作用。流式细胞术证明HBL-1诱导MV4-11细胞凋亡,使MV4-11细胞周期阻滞在G0/G1期。Transwell细胞迁移实验表明HBL-1抑制MV4-11细胞迁移的能力要强于抑制剂BI2536。Western-blot法检测证实,HBL-1可实现对PLK1和BRD4蛋白的快速、高效和长期降解。在MV4-11肿瘤异种移植模型中,HBL-1高效降解肿瘤组织中的PLK1和BRD4蛋白,显示出良好的药效学特征。本课题利用PROTACs技术合成靶向降解PLK1/BRD4双蛋白的降解剂,这是首次报道通过PROTACs技术降解PLK1蛋白,并且是首次在同一细胞中同时降解BRD4和PLK1蛋白。该化合物的合成为治疗急性白血病和其它类型的肿瘤提供一种新的方法,是癌症治疗药物开发的一个重要进展,具有强大的研究潜力。