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

1、表觀遺傳學(xué)指的是基因表達(dá)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(dá)調(diào)節(jié)過(guò)程中作用的主要方式。過(guò)去幾十年里，大量研究報(bào)道證實(shí)，表觀遺傳發(fā)生在多種生物反應(yīng)過(guò)程中，參與調(diào)控腫瘤、糖尿病、免疫和代謝性疾病等人類(lèi)疾病的發(fā)生和病理進(jìn)程。闡明表觀遺傳與疾病的相關(guān)機(jī)制，有助于為研制藥物和治療疾病方案設(shè)計(jì)

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(xì)胞常見(jiàn)的轉(zhuǎn)錄后修飾。已證實(shí)，在幾種人類(lèi)惡性腫瘤中，蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶5(PRMT5)表達(dá)均出現(xiàn)上調(diào)，可見(jiàn)其在腫瘤形成發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。此外，PRMT5已經(jīng)被確證為套細(xì)胞淋巴瘤(MCL)的治療靶標(biāo)。在本研究中，我們基于計(jì)算輔助藥物設(shè)計(jì)虛擬篩選的手段，以靶標(biāo)的三維結(jié)構(gòu)、藥效團(tuán)和分子對(duì)接等信息為基礎(chǔ)對(duì)化合物庫(kù)進(jìn)行高通量

3、虛擬篩選，結(jié)合藥物化學(xué)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(guò)討論結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系(SAR)，確證了其骨架的有效性，為合成優(yōu)化先導(dǎo)化合物并增強(qiáng)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(xì)胞水平實(shí)驗(yàn)中，化合物17表現(xiàn)出對(duì)白血病和淋巴瘤細(xì)胞增殖抑制的效果，同時(shí)，選擇性的表現(xiàn)出最有效抑制人白血病MV4-11細(xì)胞的增殖作用。此外，化合物17通過(guò)以一定時(shí)間

4、和濃度依賴(lài)性抑制PRMT5底物SmD3對(duì)稱(chēng)二甲基化修飾的表達(dá)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(dá)的直接結(jié)果。這些靶標(biāo)實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(shí)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(shí)別組蛋白乙酰化的識(shí)別因子。BRD4在維持體內(nèi)組蛋白乙?；缴习l(fā)揮著關(guān)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(shí)體瘤的一種靶點(diǎn)，包括AML，ALL，MLL，MM以及肺癌和中線癌等。JQ1，IBET151以及IBET762等陽(yáng)性化合物的發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)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(duì)體外篩選出的苗頭化合物進(jìn)行細(xì)胞表征研究。在細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)中，化合物DCBD008對(duì)THP-1細(xì)胞增殖表現(xiàn)出明顯的抑制活性，IC50=8.098μM，結(jié)果與陽(yáng)性化合物JQ1，IB

6、ET表征結(jié)果一致。并且證實(shí)DCBD008通過(guò)誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)法進(jìn)入正常分裂期。并通過(guò)調(diào)控C-MYC等重要基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，進(jìn)而影響細(xì)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(xì)胞中CDK6，BCL2和C-MYC基因的表達(dá)量均呈現(xiàn)出濃度依賴(lài)性的下降，表明化合物DCBD008在THP-1細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)靶向抑制BRD4來(lái)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(jī)制研究提供了新的小分子骨