丙酮酸脫氫酶激酶抑制劑的篩選及抗腫瘤作用研究.pdf

1、目的:不同類型的腫瘤可能有不同的遺傳背景,但在大多數(shù)腫瘤細胞中,其共同特征表現(xiàn)為腫瘤代謝異常,主要體現(xiàn)為有氧糖酵解的增強和氧化磷酸化的抑制。異常的代謝特征為腫瘤細胞快速增殖及凋亡缺陷提供了內(nèi)環(huán)境基礎(chǔ),使得腫瘤細胞在其相適應(yīng)的環(huán)境中存活并發(fā)生快速增殖。因此,靶向腫瘤代謝成為目前國際上抗腫瘤治療的新策略。丙酮酸脫氫酶激酶(PDHK)作為控制糖酵解和氧化磷酸化通路的關(guān)鍵節(jié)點激酶,其在腫瘤細胞的快速增殖、侵襲、遷移及凋亡抵抗等過程中發(fā)揮著重要的

2、作用。PDHK在多種腫瘤組織中異常表達,且其異常表達與腫瘤患者對放化療治療的敏感性、耐藥產(chǎn)生、預(yù)后以及存活期等密切相關(guān)。因此,PDHK已成為靶向腫瘤代謝抗腫瘤策略中極具潛質(zhì)的靶點,但目前還未有比較理想的抑制劑。
　　方法:本研究在前期已建立的PDHK抑制劑分子水平篩選模型(PDHK1~4)的基礎(chǔ)上,建立了基于高內(nèi)涵分析的細胞水平高通量篩選模型(人非小細胞肺癌NCI-H1299)。采用靶向PDHK的ATP結(jié)合口袋抑制劑發(fā)現(xiàn)策略,基于

3、PDHK和Hsp90蛋白ATP口袋結(jié)構(gòu)高度相似的研究基礎(chǔ),特定針對已知Hsp90抑制劑的母核進行定向設(shè)計,改造合成兩類化合物,并在已建立的分子和細胞篩選模型上對獲得的化合物進行靶向性篩選和藥效學(xué)評價。
　　結(jié)果:靶向性篩選首先在分子篩選模型上對基于 Hsp90抑制劑定向設(shè)計的包括改造異惡唑側(cè)鏈和苯環(huán)上取代基兩類共300個化合物進行初步篩選,發(fā)現(xiàn)43個對PDHK1有良好抑制活性的化合物;對活性較好的化合物進一步采用高內(nèi)涵分析和蛋白免

4、疫印跡方法測定其細胞活性,發(fā)現(xiàn)5個對PDHK1有良好抑制活性的化合物。在此基礎(chǔ)上,藥效學(xué)研究上評價了5個活性化合物的亞型特異性,發(fā)現(xiàn)兩類化合物的代表化合物MT-ACT-216和Yhhu-3803均對PDHK四個亞型有較好的抑制作用,且MT-ACT-216能有效影響腫瘤細胞的代謝特征,包括明顯減少乳酸的生成、增加腫瘤細胞的相對氧耗量、ATP和ROS的產(chǎn)生等。Yhhu-3803能明顯增加腫瘤細胞 ROS的產(chǎn)生。進一步,采用 TMRM染色法檢

5、測化合物對細胞線粒體膜電位的作用,發(fā)現(xiàn) MT-ACT-216和 Yhhu-3803均能降低線粒體膜電位,提示活性化合物有可能是通過降低線粒體膜電位這一機制誘導(dǎo)腫瘤細胞的凋亡。進一步采用磺酰羅丹明B(Sulforhodamine B,SRB)比色法檢測化合物對腫瘤細胞的增殖效應(yīng),發(fā)現(xiàn) MT-ACT-216和 Yhhu-3803對腫瘤細胞的增殖有抑制作用。
　　結(jié)論:綜上所述,本研究在已建立的篩選平臺上篩選得到靶向 PDHK的兩個先導(dǎo)