分子靶向抗癌药物-PI3K抑制剂ZSTK474的发现及转化研究

目的PI3K（phosphatidylinositol 3-kinase,磷脂酰肌醇3-激酶）为一种由调节亚单位p85或p101和催化亚单位p110组成的脂激酶.PI3K被受体酪氨酸激酶（RTK）激活后,催化磷脂酰肌醇二磷酸PIP2磷酸化为磷脂酰肌醇三磷酸PIP3.与PI3K的功能相反,作为抑癌基因的磷酸酶PTEN催化PIP3去磷酸化为PIP2.PIP3通过激活Akt等促进癌细胞的生长、增殖、迁移和血管生成等.根据p110的不同,PI3K分为α、β、δ和γ4种亚型.流行病学研究发现很多癌症患者中PIK3CA（表达p110α的基因）变异或扩增以及PTEN功能丧失,因而PI3K被认为在癌症发生中起重要作用,而以PI3K为靶标的抗癌药物的研发也便成为近年来分子靶向抗癌药物研究领域的热点.我们利用JFCR39分子靶向药物发现系统发现ZSTK474为一种PI3K抑制剂,然后深入研究了其抗癌效果及作用机制.结果首先利用JFCR39药物发现系统,通过比较分析ZSTK474的JFCR39指纹图谱,发现其与PI3K抑制剂LY294002具有相似的指纹图谱,从而推测其分子靶标为PI3K.然后利用均相时间分辨荧光测定法（HTRF）测定其对各重组PI3K亚型的抑制活性,得到其对PI3Kα、β、δ和γ的半数抑制浓度（IC50）分别为16,44,5,49nmol·L^-1.ZSTK474的PI3K抑制活性具有较高的专一性,不仅对139种常见的蛋白激酶无明显抑制活性,而且LanthaScreen、Adaptakinase、Kinase-Glo等活性测定方法证明对PI3K超级家族的其他成员也呈现高度选择性.分别给24种人癌裸鼠移植瘤模型口服ZSTK474200mg·kg^-114d,与对照组相比显示明显的抗癌效果,且无明显的毒副作用出现.我们对ZSTK474的抗癌作用机制进行了详细考察,流式细胞分析发现ZSTK474将多种癌细胞的细胞周期阻断在G0/G1期,但无明显的sub-G1出现.TUNEL及Caspase活性测定方法等也表明ZSTK474并没有明显的细胞凋亡诱导作用.考察对血管生成的影响表明ZSTK474可抑制血管内皮细胞HUVEC的增殖、迁移以及体外管腔形成,对用药组和对照组肿瘤组织的免疫组化染色证明其体内血管生成抑制作用.另外,我们还分别使用体外和体内试验研究了用于预测ZSTK474抗癌效果的生物标志物,发现磷酸化Akt的表达可以作为预测ZSTK474效果的生物标志物.我们还对其抗癌细胞迁移及诱导自噬作用进行了研究.结论ZSTK474被发现是一种新型的专一性强的PI3K抑制剂.临床前试验表明ZSTK474对多种实体瘤模型显示抗癌效果且无明显毒副作用.其抗癌作用可能与细胞周期G0/G1期阻滞、抑制血管生成以及癌转移等机理有关.ZSTK474已分别在美国和日本进入临床试验.

海绵来源的STELB抑制非小细胞肺癌A549的作用及分子机制

目的海绵是-类药用价值较高的海洋生物资源,目前人们已从海绵中分离获得大量具有抗肿瘤活性的物质,然而大部分的作用机理仍然没有被阐明.研究这类化合物的抗癌机理对于将其开发成药物具有重要意义.StellettinB（STELB）是从中国南海海绵Jaspisstellifera中分离得到的异臭椿型萜类化合物,我们的前期研究发现STELB可抑制多种癌细胞的生长增殖.该文主要研究了其抑制人非小细胞肺癌A549细胞增殖的作用及分子机制.方法采用MTT法研究其增殖抑制作用;利用流式细胞术检测STELB对A549细胞周期分布及凋亡的影响;通过蛋白免疫印迹分析STELB对细胞周期、凋亡相关蛋白以及PI3K/Akt/mTOR通路相关蛋白的影响.结果STELB对A549细胞的增殖具有抑制作用,以剂量依赖性方式使A549细胞周期阻滞在G1期并诱导其凋亡,诱导细胞周期抑制蛋白p27表达升高,cyclinD1表达下降,Rb的磷酸化水平降低,凋亡相关蛋白PARP裂解增加,同时STELB明显降低了PI3K下游Akt、mTOR、p70S6K等蛋白的磷酸化水平,这些作用可能与细胞周期阻滞和/或诱导细胞凋亡作用有密切关系.结论STELB通过作用于Akt/mTOR通路使A549细胞周期阻滞和诱导细胞凋亡,从而抑制其生长增殖.