恶性肿瘤严重威胁着人类的健康与生命,流行病学调查表明,肿瘤的侵袭和转移是影响预后和导致复发的关键因素,是造成大多数肿瘤病人死亡的主要原因。经过多年的发展,针对肿瘤以及肿瘤转移已经发展了多种治疗或干预的策略,譬如针对特定基因的靶向治疗、信号蛋白的靶向抑制、肿瘤细胞的靶向免疫治疗、特定蛋白的靶向降解(PROTACs)等,并有许多的小分子靶向药物上市或者正处于临床试验之中,然而由于调控通路的复杂性和肿瘤耐药的挑战,研究和开发新作用机制的抗肿瘤候选药物仍是靶向抗肿瘤药物研究的重大方向。本论文分别采用抗肿瘤转移的表型筛选方法和基于PROTACs的蛋白降解技术分别开展了抗肿瘤转移先导分子的发现以及Akt蛋白降解功能分子的探索。具体研究结果如下:新型二芳基吡啶/呋喃酮类抗肿瘤转移活性分子的发现:多种细胞因子和信号转导通路均参与了肿瘤转移过程,临床上用于肿瘤转移的治疗药物多集中在血管新生抑制剂、MEK/ERK通路抑制剂等方面,然而绝大多数药物是作为抗肿瘤药物而不是选择性地抑制肿瘤转移,针对肿瘤转移的特异性抑制剂的研究仍未取得突破性进展。因此,本论文从课题组内部的结构多样性分子库出发,以肿瘤细胞的划痕模型为表型筛选模型,用于发现结构新颖的、机制独特的新型抗肿瘤转移先导分子。1)本论文以肿瘤细胞迁移能力的抑制活性为评价指标,经过初筛,从26个结构多样的分子库中发现了两个活性较好的环内酯类化合物(H1217、H1252;在划痕实验中,其对人肺癌细胞H1299愈合的抑制率分别达到了 60%和50%,相应浓度为5μM);2)通过骨架迁跃、生物电子等排等合理药物设计方法,成功设计、合成并开展了抗肿瘤转移活性的测试,在获得的2(5H)呋喃酮、2,5(1H)吡咯二酮、1,5-二氢-2(1H)吡咯酮、2-氨基吡啶系列的23个衍生物I-1～1-18、I-27～I-31中,化合物I-8、I-27能够显著抑制肿瘤细胞迁移,且并初步获得了该类化合物的构效关系;3)在原位接种乳腺癌4T1细胞的小鼠体内肺转移模型上,化合物I-27能显著抑制肺部转移灶的发生,对肿瘤转移灶点的抑制率达到了 61%(100mg/kg,灌胃给药);4)WSB-1在肿瘤发生发展中扮演着重要的角色1,2,经初步机制研究,本论文发现化合物I-27在稳转WSB-1高表达的H1299细胞上能够抑制WSB-1的表达(抑制率达到了 72%,5μM),进而抑制WSB-1对RhoGDI2泛素化降解;5)进一步确定化合物I-27的作用靶标,结合构效关系研究,将I-27的氨基作为结构修饰的位点,引入含炔基的光亲和基团,并成功合成了探针分子P1,Transwell实验表明P1保留了其抗肿瘤转移活性,进一步的靶点垂钓的化学生物学研究工作还在进行中。总之,我们通过基于表型的抗肿瘤转移筛选、基于苗头化合物的合理药物设计、体内外抗肿瘤转移活性测试、抗转移机制探索以及用于靶点垂钓的探针设计与合成等工作,成功获得了一类结构新颖、机制独特、活性高效的抗肿瘤转移先导化合物。基于PROTACs原理的Akt降解功能分子的发现:肿瘤的发生与其特异性相关蛋白的表达密切相关,发现和应用新的技术手段实现肿瘤相关蛋白的失活或者直接降解已成为近年来肿瘤治疗的新思路。蛋白降解技术—靶向蛋白降解嵌合分子(PROTACs)策略可通过募集E3,完成靶蛋白泛素化并降解,其特异性和可修饰性使其潜在的应用前景十分广泛,本论文以课题组前期发现的高效Akt抑制剂为模板分子,结合相应的构效关系研究,在哌啶基的2-位引入了含沙利度胺的长链结构,由不同的链长的Linker得到两个目标化合物P3、P4。WesternBlot结果显示,P3和P4均能降解肿瘤细胞内的Akt蛋白(P3 DC95<504nM;P4 DC95≤482nM),且具有较强的肿瘤细胞增殖活性,对人骨髓瘤细胞株(MM1S)的抑制活性最佳,P3和P4的IC50分别达到了 0.998μM和0.569μM。总之,本论文首次采用PROTOCs技术实现PI3K-Akt-mTOR通路的关键Akt蛋白的降解,并发现得到的功能分子具有抗肿瘤活性,目前针对其Akt蛋白的降解活性和抗肿瘤活性的结构优化工作仍在进行中。