近年来肺癌发病率和死亡率逐年增高,严重危害人类健康。化疗是肺癌的主要治疗手段。但是,目前使用的化疗药物临床疗效不理想,因此迫切需要不断地开发新的抗肺癌药物。促进细胞凋亡、调控细胞自噬和诱导细胞周期阻滞是设计、开发新型抗癌药物的有效策略。化学遗传学能够利用新合成的化学小分子发现调控细胞凋亡、自噬和细胞周期的新的关键因子和新的信号通路,从而为将来药物开发奠定基础。人工合成的发光小分子是监测细胞及活体内生物学过程的强有力工具。然而由于细胞通透性、体内活性和毒性方面的限制,目前开发出的荧光抗癌药物还极少。许多吡唑衍生物和香豆素衍生物具有抗肿瘤等广泛的药理学活性。而且,吡唑和香豆素是常用的荧光发色基团。因此,我们评价了一系列新合成的荧光吡唑香豆素衍生物抑制肺癌A549细胞增殖的活性,从中筛选到了抑制肺癌细胞增殖活性 最强的 化合物:4-(3-(7-(Die thylamino)-2-oxo-2H-chromen-3-yl)-5-phenyl-4,5-dihydro-1H-pyrazol-1-yl)benzoic acid(DPB)。进一步研究表明,DPB也能抑制其它肺癌细胞包括H322和H1299细胞增殖,但不抑制正常细胞HUVECs增殖。DPB促进A549细胞凋亡,但不引起细胞坏死。DPB处理A549细胞2 h即能观察到明显的荧光,荧光信号主要分布在细胞的胞质。我们利用化合物DPB所具有的荧光特性、LC-MS/MS和化学信息学技术,初步确定其靶点是HSP90。之后,我们通过免疫沉淀实验、分子对接及对HSP90客户蛋白水平的检测对该靶点进行了验证。自噬作为一种重要的细胞维持自我平衡机制,在肿瘤发展和治疗中发挥重要作用。我们的研究发现,DPB以mTOR非依赖途径促进A549细胞自噬,用DPB与自噬抑制剂3BDO或3MA共同处理A549细胞增强DPB对细胞增殖的抑制作用。探讨HSP90抑制剂DPB对细胞自噬的调控作用对制定切实有效的治疗方案,增加化疗药物作用效果、提高癌症病人的临床治疗疗效具有重要意义。虽然HSP90抑制剂已成为很有前景的新型抗癌制剂,而且超过17种HSP90抑制剂已进入临床试验。但是,HSP90抑制剂仅在很少的临床试验中表现出确切疗效,其原因当前还不清楚。许多化疗药物在高浓度时抑制细胞生长,而在低浓度时促进细胞生长,即它们的剂量反应曲线是“钟罩型”的。低剂量刺激、高剂量抑制现象是双向剂量反应,这在毒理学领域被称为毒物兴奋效应。毒物兴奋效应当前已成为生物学和生物医学科学中的核心概念,对临床药物应用具有重要指导意义。但是,目前关于HSP90抑制剂的毒物兴奋效应研究很少,因此,对HSP90抑制剂的毒物兴奋效应研究有可能解释HSP90抑制剂临床疗效欠佳的原因,并且为指导临床试验中HSP90抑制剂的应用剂量具有重要意义。我们研究发现,低剂量HSP90抑制剂DPB(0.5-2μM)和AUY-922(5-20 pM)抑制血清饥饿诱导的HUVECs凋亡,这种毒物兴奋效应伴随着p-AKT1水平的上调,我们的这一发现对HSP90抑制剂在临床癌症及血管病中的应用具有重要意义。许多二茂铁吡唑衍生物也具有抗肿瘤活性。先前,我们报道了一系列新型二茂铁吡唑衍生物。虽然生物学活性评价表明这些化合物能抑制A549肺癌细胞增殖,但是它们的具体作用机制尚不清楚。分子手性对药物疗效非常重要。因此,在先前工作的基础上,我们分析了一系列新合成的手性3-二茂铁-1-(2-羟基-3-(芳氨基)丙基)-1氢-吡唑-5-碳酰肼衍生物对肺癌细胞增殖的影响。我们的研究结果表明,几乎所有受检测的二茂铁吡唑衍生物都能抑制A549肺癌细胞增殖。在这些化合物中,(S)和(R)型2a、2g,(S)-2f以及(R)-2e抑制细胞增殖活性较强,这些化合物通过细胞周期阻滞抑制A549细胞增殖。(S)-2f比(R)-2f对细胞增殖的抑制效果更强,其余R型和S型对映体对细胞增殖的影响没有显著差别。而且,筛选到的6种二茂铁吡唑衍生物能分别通过p53依赖或非依赖的方式阻滞细胞周期。