靶向PRMT5和BRD4蛋白的藥物發(fā)現(xiàn)及機制研究.pdf

1、表觀遺傳學指的是基因表達發(fā)生可遺傳變化，但是在染色體不改變DNA序列的前提下。即由環(huán)境因素引起遺傳物質(zhì)穩(wěn)定的，可逆的，可遺傳的變化。DNA甲基化，組蛋白修飾，染色質(zhì)重塑和非編碼RNA調(diào)控，這四種方式是表觀遺傳在基因表達調(diào)節(jié)過程中作用的主要方式。過去幾十年里，大量研究報道證實，表觀遺傳發(fā)生在多種生物反應過程中，參與調(diào)控腫瘤、糖尿病、免疫和代謝性疾病等人類疾病的發(fā)生和病理進程。闡明表觀遺傳與疾病的相關機制，有助于為研制藥物和治療疾病方案設計

2、提供依據(jù)和方向。
　　蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶是催化組蛋白或非組蛋白甲基化修飾的一種酶，并且其甲基化修飾是真核細胞常見的轉(zhuǎn)錄后修飾。已證實，在幾種人類惡性腫瘤中，蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶5(PRMT5)表達均出現(xiàn)上調(diào)，可見其在腫瘤形成發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用。此外，PRMT5已經(jīng)被確證為套細胞淋巴瘤(MCL)的治療靶標。在本研究中，我們基于計算輔助藥物設計虛擬篩選的手段，以靶標的三維結(jié)構(gòu)、藥效團和分子對接等信息為基礎對化合物庫進行高通量

3、虛擬篩選，結(jié)合藥物化學合成修飾的方法，發(fā)現(xiàn)了有效地且有選擇性地PRMT5小分子抑制劑。通過討論結(jié)構(gòu)-活性關系(SAR)，確證了其骨架的有效性，為合成優(yōu)化先導化合物并增強其選擇性提供線索和依據(jù)。最終篩選出具有0.33μM的半數(shù)抑制濃度(IC50)和廣泛選擇性的苗頭化合物17。在細胞水平實驗中，化合物17表現(xiàn)出對白血病和淋巴瘤細胞增殖抑制的效果，同時，選擇性的表現(xiàn)出最有效抑制人白血病MV4-11細胞的增殖作用。此外，化合物17通過以一定時間

4、和濃度依賴性抑制PRMT5底物SmD3對稱二甲基化修飾的表達水平。表明化合物17的生物抗增殖作用是抑制PRMT5底物SmD3表達的直接結(jié)果。這些靶標實驗證實化合物17的確為靶向PRMT5蛋白的新型小分子探針。
　　Bromodomain是能夠特異識別乙?；M蛋白的結(jié)構(gòu)域。BRD4作為BET蛋白家族的一部分，是識別組蛋白乙?；淖R別因子。BRD4在維持體內(nèi)組蛋白乙酰化水平上發(fā)揮著關鍵的作用，也可以轉(zhuǎn)錄調(diào)控CDK6，BCL2，C-MY

5、C等下游靶基因，最終起到穩(wěn)定的抗癌作用。已經(jīng)確證BRD4作為治療多種血液病及實體瘤的一種靶點，包括AML，ALL，MLL，MM以及肺癌和中線癌等。JQ1，IBET151以及IBET762等陽性化合物的發(fā)現(xiàn)，推動了靶向BET家族小分子抑制劑的研究發(fā)展。在本研究中，將對體外篩選出的苗頭化合物進行細胞表征研究。在細胞增殖實驗中，化合物DCBD008對THP-1細胞增殖表現(xiàn)出明顯的抑制活性，IC50=8.098μM，結(jié)果與陽性化合物JQ1，IB

6、ET表征結(jié)果一致。并且證實DCBD008通過誘導THP-1細胞周期阻滯在G0/G1期，導致細胞無法進入正常分裂期。并通過調(diào)控C-MYC等重要基因的轉(zhuǎn)錄表達，進而影響細胞周期以及凋亡發(fā)揮抗癌作用。結(jié)果顯示，給藥后，THP-1細胞中CDK6，BCL2和C-MYC基因的表達量均呈現(xiàn)出濃度依賴性的下降，表明化合物DCBD008在THP-1細胞內(nèi)是通過靶向抑制BRD4來發(fā)揮抗癌作用的。該課題為靶向BRD4蛋白的藥物發(fā)現(xiàn)及機制研究提供了新的小分子骨