恶性肿瘤由于难以治愈、易复发和高死亡率的特性,现已成为当今社会人类健康问题的头号隐患。相比正常细胞,恶性肿瘤细胞具有高转移和强侵袭的生物学特性,而90%以上的癌症患者死于肿瘤转移,发生转移的癌症患者生存期平均一般不超过五年。因此,控制癌症的扩散和转移是癌症治疗的关键所在。腺瘤性息肉蛋白APC,是一种重要的肿瘤抑制蛋白。癌症患者的APC基因往往发生基因突变,表达为截短型APC。截短型APC不再发挥正常的生理功能,而是选择性地与鸟苷酸交换因子蛋白Asef相结合并使其活性激活,从而促进癌细胞的增殖、侵袭和转移。因此,阻断截短型APC蛋白与Asef蛋白的相互作用已经成为癌症治疗的新型重要靶点。本课题针对阻断APC/Asef相互作用为靶点,有目的地引入已知生物活性基团良好的二氢吡唑和吗啉骨架,利用计算机辅助药物设计手段,结合分子力场比较分析法、Docking对接运算分析,从空间站位和分子作用方式角度出发设计筛选出以二氢吡唑吗啉为基本骨架的具有特异性抑制APC/Asef相互作用的药物小分子抑制剂。同时,构建了可以预测三维定量构效关系的相关3D-QSAR模型,通过运算分析模拟出具有良好相关性和预测性的同系骨架构效数据群。本课题一共筛选合成了 25个含二氢吡唑吗啉骨架的化合物,其中全部为首次合成。所有的化合物都利用1H NMR、ESI-MS等手段进行了化学表征,测试了部分化合物的IR、13C NMR谱,数据显示全部正确。同时,培养出了 7个代表性化合物的单晶,并过X射线单晶结构分析方法确定了化合物的分子结构,进一步确定了目标化合物的骨架构型。通过荧光偏振评估了全部目标化合物对APC/Asef相互作用的抑制活性,发现25个目标化合物均表现出对APC/Asef相互作用的抑制活性。其中化合物A7的活性最好,IC50为0.22±0.01μM。Native-PAGE的实验则进一步直观地从结合蛋白数量变化的角度,说明了化合物A7与Asef蛋白竞争性抑制地同APC蛋白相结合,表现出对APC/Asef相互作用的良好抑制能力。之后,采用MTT的方法进一步评估了全部药物小分子对6种肿瘤癌细胞（MCF-7、HeLa、A549、HepG2、HCT116 和 SW620）的抗增殖活性,数据表明25个目标化合物整体上对人结肠癌细胞HCT116的抑制效果相对较好,活性最好的化合物也为化合物A7,其IC50为0.34±0.01μM,而对应的阳性对照药瑞戈非尼Regorafenib的IC50仅为1.15±0.04μM,表明化合物A7具有良好的结肠癌细胞HCT116的抗增殖活性。除此之外,激光共聚焦和流式细胞凋亡也分别从细胞形态和凋亡数量的角度佐证了化合物A7对HCT116细胞的诱导凋亡效果。线粒体膜电位的实验显示细胞膜电位差会随药物浓度增大逐渐增大,这也佐证了化合物A7可以有效诱导结肠癌细胞HCT116凋亡,而且主要诱导其发生早期凋亡。同时,Transwell侵袭实验通过穿过侵袭小室的细胞数量差直观地评价化合物对HCT116细胞的侵袭抑制能力。数据显示,相比较未加药的空白对照组,化合物A7处理过后穿过侵袭小室的HCT116细胞大大减少,说明化合物A7可以有效抑制HCT116细胞的侵袭能力。而细胞毒性实验结果表明,25个含二氢吡唑吗啉骨架的目标化合物与已上市药物瑞戈非尼Regorafenib处于相同安全等级,进一步从安全性角度评估了该系列化合物的成药潜力。综上所述,以化合物A7为代表的含二氢吡唑吗啉骨架的化合物作为APC/Asef相互作用小分子抑制剂,具有良好的抑制癌症尤其是结肠癌的增殖、转移和侵袭的生物学活性,有望成为以抑制APC/Asef相互作用为靶点的新型抗结肠癌药物。