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MLL1是MLL（Mixed lineage leukemia）蛋白家族成员之一,是催化组蛋白H3K4位点甲基化的重要甲基转移酶,需要与其它“伴侣”蛋白相互作用形成MLL1复合蛋白发挥其最佳的甲基化催化活性。这些“伴侣”蛋白包括WDR5（WD Repeat Domain 5）,RbBP5（Retinoblastoma-binding Protein 5）和 ASH2L（Absent,Small,or Homeotic2-like）,其中 WDR5 和 MLL1的蛋白-蛋白相互作用（PPI）对维持MLL1催化活性至关重要。实验研究证明,MLL1催化功能的失调与混合谱系白血病的发生密切相关,破坏MLL1-WDR5 PPI可以抑制白血病的发生发展。因此,MLL1-WDR5的PPI界面被认为是开发治疗白血病药物的潜在靶点。到目前为止,一些靶向MLL1-WDR5 PPI的模拟肽和非模拟肽小分子抑制剂已经被发现,但是这些抑制剂在成药性上都各自存在一定的不足,例如过膜性差导致细胞水平活性差、毒副作用大、选择性不佳等,这极大地限制了 MLL1体内外分子机制的研究及其小分子抑制剂在治疗白血病方面的应用。鉴于此,发现结构新颖、抑制活性高、选择性好以及过膜性佳的的小分子抑制剂十分必要。本研究课题利用基于荧光偏振的高通量筛选实验对实验室已有的化合物库（总共20000个化合物）进行筛选,发现4个结构新颖的具有体外抑制活性的苗头化合物DCM4、DCM5、DCM33和DCM39（半数抑制率IC50值分别为18.53±0.72 μM、13.62±1.21μM、27.79±2.20μM和18.53±1.14μM）;随后,开展核磁共振实验验证了 4个苗头化合物和WDR5蛋白的直接结合,并借助计算机辅助药物设计方法对苗头化合物进行结构相似性搜索,在衍生物中发现了活性更好的抑制剂DCM41（IC50=13±0.2μM）和DXCM52（IC50=10±1.5 μM）;接下来,利用表面等离子共振实验验证了 DCM41、DCM52与WDR5的结合并求得它们的平衡解离常数KD值分别为15.8μM和13.8μM;利用分子对接技术预测了 DCM41、DCM52和WDR5的结合模式,发现它们是通过占据MLL1片段在WDR5上的结合位点来达到破坏WDR5和MLL1相互作用的效果;后续进行的选择性表征实验又显示DCM41具有良好的选择性;最后,还在细胞水平上检测了 DCM41对白血病相关细胞系增殖的抑制效果,发现DC M4 1能同时抑制MV4-11和K562两种细胞系的增殖,且对携带MLL1融合蛋白的MV4-11细胞系的增殖抑制活性更强。综上所述,本课题基于高通量筛选平台,综合运用体外生物物理、生物化学实验和细胞实验对抑制剂进行确证,并结合计算机辅助药物设计方法对抑制剂的构效关系进行研究。最终,筛选出骨架新颖、选择性好、抑制率高、过膜性好的靶向MLL1-WDR5 PPI的小分子抑制剂DCM41。本课题的研究成果为靶向MLL1-WDR5 PPI的小分子抑制剂研究提供了新型分子骨架,在将来可以进一步通过结构改造获得活性更好的先导化合物或者分子探针,为加快MLL1体内外分子机制的研究及其小分子抑制剂在治疗白血病方面的应用做出贡献。