摘要
脑肿瘤是一种发生在颅脑的原发性或者脑转移性肿瘤，其中脑胶质瘤占颅内瘤的45％，是颅脑肿瘤最危险的类型之一。在脑胶质瘤中恶性程度最高的是多形性胶质母细胞瘤，具有高的细胞增殖速度、浸润性和转移性。当前脑肿瘤的化疗一般采用烷化剂药物替莫唑胺，然而该药物一般只能缓和其发病速度，病人平均生存期仅约1年。另一方面，替莫唑胺在治疗胶质细胞瘤期间产生的耐药性一直是临床的问题。并且，对其产生耐药的分子机制仍知之甚少。因此，研发新的抗胶质细胞瘤药物至关重要。 蛋白酪氨酸激酶是一类具有信号传导功能的激酶，它们在脑肿瘤发展过程中起到了至关重要的作用。FAK、Src和FGFR1均属于蛋白酪氨酸激酶的一员，具有相似结构的激酶催化区域，存在于恶性脑胶质母细胞瘤发生的多条相关信号通路上游，是当前恶性脑胶质母细胞瘤靶向抑制剂开发的重要靶点。目前已经有多种Src和FGFR1抑制剂在临床使用，用于治疗各种原发性或转移性肿瘤，另外，多种FAK抑制剂已经进入临床试验阶段用于治疗实体瘤，包括脑肿瘤。 本论文首先综述了脑肿瘤的发病机制，介绍了酪氨酸激酶，重点阐述了FAK、Src和FGFR1激酶的结构特点，它们的信号通路与肿瘤发展之间的关系以及当前它们相关的抑制剂研究进展。 本论文第一部分，根据酪氨酸激酶氨基酸序列的保守性与差异性、激酶结构相似性、以及生物电子等排体原理，分别设计了一系列针对FAK激酶的共价不可逆抑制剂和共价可逆抑制剂。采用FAK激酶结构域与化合物7a1的共晶体结构证实了该系列化合物的共价结构，另外，利用LC-MS/MS的方法也论证了共价可逆抑制剂的性能。激酶活性测试显示该系列化合物对FAK激酶抑制IC50范围在0.6-16.3nM，其中化合物7f对FAK激酶具有较好的选择性。实验表明，7a1、7g、9b和9c对多种脑肿瘤细胞具有抑制作用并能抑制肿瘤细胞迁移，对肿瘤细胞增殖抑制的IC50值范围在0.13-7.2μM。该系列抑制剂抗脑胶质瘤机制研究表明，它们能使U87-MG细胞周期滞留在G2/M期，并能通过抑制细胞内FAK磷酸化导致下游AKT/NF-κB和ERK/NF-κB信号通路活性下调而抑制肿瘤生长。 本论文第二部分，针对FAK和FGFR1靶点及其抑制剂结构特点，设计了一系列嘧啶类的FAK/FGFR1双靶点抑制剂，其中化合物2j、2k和2m对FAK和FGFR1激酶活性显示很好的抑制能力，并能明显地抑制肿瘤增殖、迁移和侵袭。该系列化合物抗U87-MG脑瘤细胞的作用机理研究表明，它们主要通过抑制FAK和FGFR1磷酸化并降低下游Erk1/2和NF-κB信号通路的活化而起作用;体内实验的初步结果显示，化合物2k具有潜在作为抗脑肿瘤药物的前景。 本论文第三部分，同样根据Src和FAK靶点及其抑制剂的结构特征，设计了1，3，4-噁二唑类、1，3，4-噻二唑类和嘧啶类三个系列化合物来寻求Src和FAK激酶的双重抑制。激酶活性测试表明，嘧啶类系列化合物能较好地抑制Src和FAK激酶活性;相反，另外两个系列化合物仅对Src激酶显示较好的抑制能力，这些化合物对U87-MG肿瘤细胞具有一定的抑制能力。最后，通过化合物结构叠合、3D-QSAR、分子对接和分子动力学模拟手段研究，很好解释了1，3，4-噁二唑类系列化合物3h和达沙替尼之间抑制活性的差异，其原因是引入1，3，4-噁二唑骨架导致立体和静电场的变化，引起结合位点移位而降低它的抑制活性。 综上所述，本论文成功地开发了一系列具有抑制脑胶质瘤细胞的FAK共价不可逆和共价可逆抑制剂、FAK/FGFR1双靶点抑制剂和Src/FAK双靶点抑制剂，并为Src/FAK双靶点抑制剂的修饰提供理论依据。
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