hsp90抑制剂的筛选及活性化合物抗肿瘤作用分析-screening of hsp 90 inhibitors and analysis of antitumor activity of active compounds.docx

HSP90 抑制剂的筛选及活性化合物抗肿瘤作用研究摘要热休克蛋白 90 (HSP90) 作为细胞内蛋白质保持其正确构象的重要分子伴 侣，参与包括细胞增殖、运动及血管新生在内的诸多细胞生理活动。近年来研究 发现 HSP90 在肿瘤细胞中呈现出持续的高诱导表达且与肿瘤的发生、发展密切 相关。HSP90 可作为肿瘤信号网络中的关键节点蛋白，通过与肿瘤密切相关的激 酶、转录因子等多个客户蛋白相互作用，级联放大肿瘤相关效应，从而促进肿瘤 的发生发展。抑制 HSP90 可以通过降解其客户蛋白从而同时干预肿瘤发展中功 能异常的多个靶点并抑制其相关信号通路，发挥一药多靶的抗肿瘤作用。基于以 上优势，HSP90 目前已成为抗肿瘤治疗的热点领域之一，已有多个 HSP90 抑制 剂进入临床 I-III 期试验并取得良好的治疗效果。通过与化学家合作，我们得到了一批基于片段组合设计的新型 HSP90 抑制 剂，分子水平的荧光偏振技术初筛发现 FS81 具有较好的活性，随后我们对 FS81 的抗肿瘤活性进行了系统的体内外评价。对化合物 FS81 的抗肿瘤广谱性研究发现，FS81 对多种组织来源的肿瘤细胞 株均具有显著的增殖抑制作用，IC50 在 11-931nM 之间，与阳性药 NVP-AUY922 相当。进一步信号通路研究发现，FS81 能剂量依赖性的降解细胞内包括 c-Met、 EGFR、ALK、HER2 等在内的诸多客户蛋白，并伴随着下游主要信号分子 AKT、 ERK 磷酸化水平的降低和 Hsp70 诱导反馈性上调。细胞生物学效应研究显示， FS81 主要通过诱导肿瘤细胞产生 G2/M 期阻滞及激活 caspase 途径依赖的细胞凋 亡来发挥其抗肿瘤活性。划痕试验和 Transwell 小室实验表明，FS81 能显著抑制 肿瘤细胞的迁移运动，此外 FS81 还能通过抑制 HUVEC 增殖及管腔形成发挥其 抗血管新生活性。体外心脏安全性评价显示化合物 FS81 具有较低的心脏毒性。 但体内结果表明，FS81 对人神经胶质瘤 U87-MG 裸小鼠移植瘤的生长并没有明 显的抑制作用，初步的药代动力学研究提示可能是由于 FS81 半衰期较短所导致。 尽管 FS81 的体内抗肿瘤活性不甚理想，通过本研究我们为此类化合物进行进一 步的结构改造并开发更具前景的 HSP90 抑制剂提供了重要的实验依据及理论参考。关键词：HSP90 肿瘤 FS81 片段设计Discovery and preclinical antitumor efficacy evaluation of FS81, a fragment-based designed heat shock protein 90 inhibitorAbstract: Heat shock protein 90 (HSP90), a highly conserved molecular chaperone, is involved in many important cellular processes including proliferation, migration and angiogenesis though stabilizing its client proteins. Recently, more and more experimental evidence has demonstrated that overexpression of HSP90 is correlated with tumor progression. Mechanismly, HSP90 can binds to and functions as a key regulator of many oncoproteins such as kinases and transcription factors to sustain their signals. Inhibition of HSP90 kinase can trigger many aberrant activated oncoproteins simultaneously for degradation and further down-regulate their signaling pathways to result in tumor shrinkage. Thus, HSP90 has been recognized as a promising therapeutic target in a large variety of human cancer and multiple kinase inhibitors has been tested in phas