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PI3Ks（Phosphoinositide 3-kinases）的过度激活与多种肿瘤的发生、发展和预后密切相关,因此PI3K逐渐发展成为抗癌领域的一个重要靶点。PI3Ks主要分为PI3Kα、PI3Kβ、PI3Kδ和PI3Kγ四个亚型,其中PI3Kδ和PI3Kγ主要表达于造血系统中,并在B细胞活化、增殖、存活和淋巴组织归巢中起着重要作用,这揭示了开发PI3Kγ抑制剂用于选择性治疗恶性血液肿瘤的巨大的潜力以及可能性。但在活性结合区域内,PI3Kγ与PI3K其他三个亚型具有高同源度,使得开发PI3Kγ抑制剂存在巨大的挑战,造成目前选择性PI3Kγ抑制剂报道的匮乏。课题组前期以PI3Kγ为靶点构建多构象虚拟筛选体系筛选出83个潜在的PI3Kγ小分子抑制剂。本课题通过一系列生物活性评价结合计算机模拟机制研究,探讨了83个小分子的抗肿瘤活性及候选化合物的γ选择性作用机理。主要结果如下:1)采用MTT方法检测83个化合物对13种恶性肿瘤细胞（胃癌、胰腺癌、乳腺癌、多发性骨髓瘤、白血病）的抗增殖活性,结果表明化合物1（JN-PK1）、化合物43、化合物65和化合物79具有潜在的抗肿瘤活性,其中JN-PK1对多种肿瘤具有较强的抑制效果（尤其是恶性血液肿瘤细胞）。进一步验证JN-PK1的抗恶性血液肿瘤细胞增殖作用,发现JN-PK1能有效的抑制多种恶性血液肿瘤细胞增殖(尤其是早幼粒白血病细胞HL-60(IC50=1.94μM)和多发性骨髓瘤细胞OCI-My5(IC50=5.52μM)),并且这种抑制呈现出浓度和时间依赖关系。表明JN-PK1具有抑制恶性血液肿瘤细胞的潜能,尤其是早幼粒白血病细胞。2)运用体外酶活性检测方法探究JN-PK1对PI3Ks四种亚型的抑制活性,发现JN-PK1对PI3Kγ具有较强的选择性抑制(IC50=7.59μM),比PI3Kδ(IC50=391.9μM)的选择活性高50倍。随后将对JN-PK1最为敏感的早幼粒白血病细胞HL-60和多发性骨髓瘤细胞OCI-My5为研究材料,采用Western Blot方法和细胞流式测凋亡法,结果发现JN-PK1能有效抑制PI3K/Akt信号通路从而诱导恶性血液肿瘤细胞的凋亡。同时采用分子对接,动力学模拟等计算机分子模拟技术进行JN-PK1对PI3Kγ选择性机理的研究,发现在活性口袋内的某些关键性疏水氨基酸（Ile831、Ile879、Ile881和Val882）能增强JN-PK1的结合亲和力。这表明JN-PK1可通过对PI3Kγ的选择性抑制来促进肿瘤细胞的凋亡。3)选择第一个上市的PI3Kδ抑制剂Idelalisib（CAL-101）及其衍生物为研究材料,采用一系列分子模拟方法,包括3D-QSAR、COMFA、分子对接以及分子动力学模拟,研究PI3Kδ与抑制剂的结合模式。发现疏水作用和非极性作用是增强抑制剂与PI3Kδ的结合亲和力的两大主要作用,此外还发现一些能提高PI3Kδ选择性结合的关键氨基酸。这为后期JN-PK1的结构改造以提高其对PI3Kγ的亲和力和选择性提供指导意义。