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多靶点药物既可以发挥与联合用药相当的抗癌活性,又在改善药代动力学性质、避免不良药物-药物相互作用和提高病人依从性等方面具有明显优势。表观遗传修饰在调控基因表达方面发挥了极其重要的作用,许多研究表明表观遗传异常（Epigenetic abberrations）是许多癌症的关键驱动因素之一。组蛋白去乙酰化酶（Histonedeacetylase,HDAC）作为表观遗传修饰擦除因子能够催化从组蛋白或者一些非组蛋白乙酰化的赖氨酸残基上除去乙酰基。近年来,大量研究表明,HDAC的异常表达与各种癌症、神经退行性疾病、炎症疾病和病毒感染等疾病密切相关。而含溴结构域和额外终端域蛋白（bromodomain and extra-terminal,BET）包括 BRD2,BRD3,BRD4 和 BRDT4 个家族成员,以表观遗传修饰识别因子身份参与调控DNA复制和修复、转录和染色质重塑等过程。研究表明BRD4可以促进c-Myc,Aurora B和Bcl-2等原癌基因的异常表达,这就使其成为治疗癌症的一个潜在靶点。JAK激酶（Janus Kinase,JAK）是一种非受体酪氨酸激酶,通过JAK-STAT信号通路发挥生物学功能。JAK-STAT信号通路在细胞增殖、分化、凋亡和免疫调节等生理过程中发挥重要的作用。因此,JAK激酶已经成为治疗各种癌症、血液系统疾病和自身免疫病的一个重要靶点。综上所述,研发HDAC、BET和JAK抑制剂已经成为治疗各种癌症重要的策略之一。在一些实体瘤细胞中,HDAC抑制剂SAHA可以激活实体瘤细胞内BRD4-JAK1-STAT3-BCL-2/MCL-1耐药信号通路,从而大大减弱了 HDAC抑制剂对实体瘤的治疗效果。因此,阻断上述实体瘤细胞中耐药信号通路有望提高HDAC抑制剂对实体瘤的治疗效果。我们课题组前期设计、合成了一系列HDAC/JAK双靶点抑制剂。实验结果表明这些HDAC/JAK双靶点抑制剂虽然可以一定程度上抑制STAT3的磷酸化,但仍无法完全阻断上述实体瘤细胞中的耐药信号通路,对实体瘤的治疗效果仍不太理想。为了进一步阻断该耐药信号通路、提高HDAC抑制剂对实体瘤的治疗效果,我们基于分子杂化原理,设计、合成了一系列HDAC/JAK/BRD4三靶点抑制剂。文献报道JAK抑制剂Fedratinib和TG101209都有中等强度的BRD4抑制活性。因此,我们以JAK抑制剂Fedratinib和TG101209为分子模板,分析了它们与JAK和BET之间的结合模式,结合HDAC抑制剂的药效团模型,设计了 4个系列的HDAC/JAK/BET三靶点抑制剂,共计27个结构全新的目标化合物。体外HDACs抑制实验结果表明,大部分化合物对HDAC表现出较好的体外抑制活性。具体来说,化合物7a对HDAC6的IC50值为52 nM,与阳性对照SAHA的活性相当;化合物8a,13a和13c对HDAC1具有良好的选择性和抑制活性,IC50值分别为270 nM,122 nM和283 nM;而化合物31对HDAC1/6均表现出较好的抑制活性,IC50值分别为402 nM和431 nM。体外抑制JAK1活性实验结果表明大部分化合物对JAK1的抑制活性要优于或者与Fedratinib相当,其中化合物7a对JAK1的IC50值为4.5 nM明显优于Fedratinib。体外抑制BRD4-BD1实验结果表明化合物20a,22和31对BRD4-BD1抑制活性优于或者与Fedratinib相当,其中化合物31表现出最好的BRD4-BD1抑制活性,IC50值为412 nM。重要的是,化合物31表现出较为均衡的HDAC1/HDAC6/JAK1/BRD4抑制活性,IC50值分别为402 nM,431 nM,33.6 nM和412 nM。此外,体外抗增殖活性结果表明大部分化合物对HEL和MDA-MB-231表现出较好的抗增殖活性,其中化合物8a和32对HEL的抑制活性显著优于已上市JAK抑制剂Ruxolitinib,且与已上市HDAC抑制剂SAHA、已上市JAK抑制剂Fedratinib和处于临床前研究阶段JAK抑制剂TG101209相当甚至更好;而化合物8a,13a,20c和31对MDA-MB-231的抗增殖活性要明显优于SAHA和Ruxolitinib,且与Fedratinib和TG101209活性相当。为了预测化合物与各靶点间的结合模式,我们选取化合物31进行了分子对接实验,对接结果进一步证实了我们设计思路的合理性。此外,选取活性较好的化合物进行更系统的抗肿瘤机制研究、靶点的亚型选择性研究以及对耐药细胞株的抗增殖活性研究等也是我们下一步研究工作的重点。