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肾癌(renal cell carcinoma,RCC)是一种常见的恶性肿瘤,它大约占全部癌症的4%。肾癌具有异质性,主要可以分为三类:透明细胞癌、乳头状细胞癌以及嫌色细胞癌。其中肾透明细胞癌(clear cell Renal Cell Carcinoma,ccRCC)是肾癌中最常见的一种,肾透明细胞癌大约占所有肾癌的75%,相比于其他两类肾癌,肾透明细胞癌具有很高的侵袭性,并且这种高侵袭性使肾透明细胞癌的治疗面临很大的挑战。目前临床上对于肾透明细胞癌的治疗包括放疗、化疗以及药物靶向治疗等,但是它们在临床上存在当前可用治疗策略局限性以及副作用大等问题。细胞周期蛋白依赖性激酶9(cyclin-depended kinase 9,CDK9)是一类丝氨酸/苏氨酸的蛋白激酶,在基因转录延伸中具有极其重要的作用。CDK9能够磷酸化RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymerease Ⅱ,RNA Pol Ⅱ)大亚基碳末端(C-terminal domain,CTD)二号位丝氨酸(Serine 2,SER2)残基,从而引起基因转录的延伸(transcriptional elongation)。越来越多的研究表明,CDK9在多种癌症中存在高表达,并且与癌症的预后不良有关。基于CDK9在癌症中的重要性,目前有多个抑制剂通过抑制CDK9的功能从而达到控制癌的作用。本文通过临床数据发现CDK9在肾透明细胞癌中高表达,同时患者伴有预后不良的特征。因此,通过在肾透明细胞癌的细胞系中干扰CDK9的表达,结果显示细胞生长以及迁移变慢。通过使用CDK9抑制剂iCDK9处理不同的肿瘤细胞,结果显示,相比于CDK9低表达且无预后相关性的乳腺癌细胞、肝癌细胞以及卵巢癌细胞来说,iCDK9对肾透明细胞癌细胞系杀伤作用更强,IC50值更低。然而iCDK9对肾透明细胞癌的细胞系和肾的正常细胞系的杀伤无选择性,而且药物毒理试验还表明iCDK9的毒性较大,这都严重制约了iCDK9在临床上成药性的可能性。因此,本论文通过基于iCDK9的结构改造了一系列的化合物(由吴振老师课题组博士研究生郭凯强完成),最终筛选得到了一个新的化合物ICDK9-7-1。ICDK9-7-1对肾透明细胞癌细胞系和肾正常细胞系有选择性杀伤。更重要的是ICDK9-7-1和iCDK9对裸鼠移植瘤的抑制效果相当,但是iCDK9导致裸鼠的体重显著减少而ICDK9-7-1对裸鼠体重没有影响。并且通过HE切片显示iCDK9治疗过的裸鼠的肺、肝、脾、肾等器官均受到严重损伤。溴结构域蛋白4(bromodomain containing 4,BRD4)能够招募包含CDK9的复合物P-TEFb(positive transcription elongation factor b,P-TEFb)来稳定基因转录的延伸,参与抗凋亡基因以及癌基因的转录延伸,从而维持肿瘤细胞的增殖。通过肿瘤基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库分析表明BRD4在肾透明细胞癌中是高表达,同时患者伴有预后不良的特征。这表明BRD4在肾透明细胞癌中扮演着重要的角色。因此,本论文通过在肾透明细胞癌中同时抑制BRD4和CDK9,结果显示:相比于抑制单个靶点,同时抑制BRD4和CDK9能够明显地下调癌蛋白、抗凋亡蛋白以及免疫检查点蛋白的表达。综上,本文发现了CDK9在肾透明细胞癌中具有重要的作用,同时通过改造iCDK9得到的化合物ICDK9-7-1具有抑制裸鼠移植瘤的效果并且毒性较低。同时ICDK9-7-1和JQ1联用具有明显降低癌蛋白、抗凋亡蛋白以及肿瘤免疫检查点蛋白的表达,这可能在临床上为肾透明细胞癌提供潜在的治疗策略。