parp抑制劑研究進(jìn)展 課件

PARP抑制劑研究進(jìn)展徐度建2015.6PARP抑制劑研究進(jìn)展徐度建

細(xì)胞毒藥物定義：以DNA、RNA和微管蛋白等對(duì)細(xì)胞死攸關(guān)的共有組分為靶點(diǎn)特點(diǎn)：當(dāng)前腫瘤治療藥物的主體，同時(shí)作用于腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞,對(duì)實(shí)體瘤療效差、毒副作用大、耐藥性

分子靶向藥物定義：靶向于正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中差別巨大的調(diào)控細(xì)胞增殖生長(zhǎng)的關(guān)鍵分子及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的抗腫瘤藥物特點(diǎn)：當(dāng)前腫瘤藥物研發(fā)的主要方向，特異作用于腫瘤細(xì)胞，選擇性高、毒性低細(xì)胞毒藥物vs分子靶向藥物2細(xì)胞毒藥物細(xì)胞毒藥物vs分子靶向藥物2分子靶向抗腫瘤藥物主要分類(lèi)

DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)

泛素化-蛋白酶體系統(tǒng)

表觀遺傳修飾系統(tǒng)

腫瘤免疫治療

腫瘤代謝

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白酪氨酸激酶絲/蘇氨酸蛋白激酶

腫瘤新生血管生成

胞外基質(zhì)

細(xì)胞周期

細(xì)胞凋亡分子靶向抗腫瘤藥物主要分類(lèi)DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)化療是惡性腫瘤的主要治療手段之一,其主要通過(guò)破壞腫瘤細(xì)胞DNA以達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞的目的腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)DNA修復(fù)途徑修復(fù)受損DNA,提高自身生存能力,增強(qiáng)自身對(duì)化療藥物的耐受性DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)化療是惡性腫瘤的主要治療手段之一,其主要通聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）聚腺苷二磷酸核糖合成酶(PARS)或聚腺苷二磷酸轉(zhuǎn)移酶(PADPRT),是細(xì)胞核酶核酶的一種基本組成部分PARP-1PARP-2PARP-3Vault-PARPTankyrases(TANK-1,TANK-2,和TANK-3)等亞型聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）聚腺苷二磷酸核糖合成酶(PPARP-1主要功能區(qū)域相對(duì)質(zhì)量為46KD的酶分子的N端部分,大量堿性氨基酸,包括DNA結(jié)合區(qū)域(有兩個(gè)“鋅指”結(jié)構(gòu))和核酸定位區(qū)域,這個(gè)區(qū)域通過(guò)鋅指結(jié)構(gòu)識(shí)別DNA的損傷一個(gè)22kD的中心自修飾區(qū)域,包含15個(gè)高度保守的谷氨酸殘基,被認(rèn)為是自身聚腺苷二磷酸核糖化的靶位.靠近羧基端含有與DNA修復(fù)有關(guān)的乳腺癌易感蛋白C端模序（BRCT），BRCT可以介導(dǎo)DNA修復(fù)蛋白和細(xì)胞檢查點(diǎn)蛋白之間的相互作用。54kD的C端區(qū)域,包括NAD+的結(jié)合位點(diǎn)和合成聚腺苷二磷酸核糖的催化位點(diǎn)PARP-1主要功能區(qū)域相對(duì)質(zhì)量為46KD的酶分子的N端部分PARP生理功能當(dāng)DNA的雙鏈或單鏈由于輻射、氧化劑和烷基化藥物等作用出現(xiàn)斷裂時(shí),PARP的活性會(huì)顯著增強(qiáng)。一旦被激活,PARP迅速消耗大量NAD+,將其轉(zhuǎn)化為煙酰胺和聚ADP-核糖聚ADP-核糖被用來(lái)合成聚腺苷二磷酸核糖,導(dǎo)致PARP的自身修飾。接著聚腺苷二磷酸核糖水解酶(PARG)被激活,將聚腺苷二磷酸核糖從PARP上移除,使得PARP-1重新活化,繼續(xù)轉(zhuǎn)化NAD+PARP生理功能當(dāng)DNA的雙鏈或單鏈由于輻射、氧化劑和烷基化PARP的生理功能在PARP介導(dǎo)的多腺苷二磷酸核糖代謝過(guò)程中,NAD+通過(guò)氫鍵與PARP相結(jié)合,并在PARP的作用下裂解成煙酰胺和ADP核糖,而煙酰胺作為PARP催化NAD+裂解的產(chǎn)物之一，其本身也能抑制PARP。因此,早期的PARP抑制劑多以煙酰胺為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)8PARP的生理功能在PARP介導(dǎo)的多腺苷二磷酸核糖代謝過(guò)程中PARP抑制劑典型的PARP1抑制劑都有共同的與PARP1與Gly863-NH2和Ser904-OH分別有氫鍵作用,母核上甲酰胺基團(tuán)的-NHGly863的-C(=0)-也會(huì)產(chǎn)生氫鍵,此外,芳香母核與Tyr907和Tyr889的苯環(huán)產(chǎn)生共軛PARP抑制劑典型的PARP1抑制劑都有共同的與PARP1與苯并咪唑類(lèi)2-位取代基為環(huán)烷基胺或芳香胺時(shí)具有較好的活性，可能是因?yàn)榘坊cGlu-763發(fā)生結(jié)合，而環(huán)烷基與芳基與Tyr-889通過(guò)范德華力作用進(jìn)一步加強(qiáng)其作用NU108516(Ki=6nM,)先導(dǎo)化合物，但是該先導(dǎo)化合物仍然存在水溶性差的問(wèn)題。為了解決水溶性問(wèn)題，以及提高結(jié)構(gòu)的新穎性，酰胺鍵被固定在六元環(huán)或者七元環(huán)結(jié)構(gòu)中PfizerRucaparib（AG014699）Phase310苯并咪唑類(lèi)2-位取代基為環(huán)烷基胺或芳香胺時(shí)具有較好的活性，可Veliparib(ABT-888)為了提高先導(dǎo)物的水溶性和細(xì)胞活性,用2-脂肪胺替代的2-苯基,成功地得到一系列具有優(yōu)良酶活性和細(xì)胞活性的小分子，A620223體內(nèi)試驗(yàn)表明,具有良好的活性與藥物代謝性質(zhì)。但是在孕鼠體內(nèi),被發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的胚胎致死性,因而阻止了該化合物進(jìn)入臨床2-偕二甲基苯并咪唑-4-甲酸胺類(lèi)小分子，不但活性很好,還具有極好的水溶性對(duì)細(xì)胞色素P450s幾乎無(wú)抑制作用然而,它的半衰期很短，生物利用度低利用前述化合物的2-環(huán)胺基和2-季碳取代基，活性與藥物代謝性質(zhì)俱佳的化合物veliparib(ABT-886)，(R)-veliparib具有更好的口服生物利用度11Veliparib(ABT-888)為了提高先導(dǎo)物的水溶性和菲啶酮類(lèi)Inotek

公司合成了一系列治療缺血的菲啶酮類(lèi)PARP-1抑制劑。在2位引入叔胺得到化合物PG34，有效地改善了水溶性三環(huán)的大平面性使其傾向于插入DNA造成DNA損傷,因此Intoek制藥公司將環(huán)戊環(huán)并以破壞其大平面性,但PARP1酶活性和細(xì)胞活性幾乎完全消失8位引入較小基團(tuán)時(shí)活性提高10倍,如-F,-N02,-NH2,引入較大基團(tuán)時(shí)活性會(huì)逐漸下降甚至完全消失。9位磺酸基取代后可顯著提高酶活性,磺酸基和末端嗎琳中間連接鏈的亞甲基數(shù)目對(duì)PARP1的酶活性有重要作用末端嗎琳的引入使得酶活性至少提高3000倍,細(xì)胞活性提高300倍IN01001被終止用于胖瘤治療,因?yàn)樽陨淼墓求l抑制作用及合用時(shí)肝轉(zhuǎn)氨酶的提高12菲啶酮類(lèi)Inotek公司合成了一系列治療缺血的菲啶酮類(lèi)P菲啶酮類(lèi)Guilford

醫(yī)藥公司也合成了一系列3位取代的菲啶酮類(lèi)PARP-1抑制劑。通過(guò)對(duì)菲啶酮的結(jié)構(gòu)改造得到溶解性和活性都很好的化合物，其中氟原子增加了化合物的分子活性考慮到結(jié)構(gòu)新穎性，將一個(gè)苯環(huán)變成哌啶有較好的活性，在過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的細(xì)胞毒試驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的細(xì)胞效力，但是血腦屏障透過(guò)能力差GPI16539具有較好的水溶性和血腦屏障透過(guò)能力。盡管在臨床前研究中該藥擁有良好的抗炎癥效果，但是卻從未進(jìn)入臨床試驗(yàn)。13菲啶酮類(lèi)Guilford醫(yī)藥公司也合成了一系列3位取代的菲喹唑酮類(lèi)Guilford

醫(yī)藥公司由二氫喹唑啉改造而成的GPI6150的溶解性很差合成了一系列三環(huán)和四環(huán)的結(jié)構(gòu)，并且利用PARP-1的親水口袋，在GPI6150氧原子的對(duì)位引入極性基團(tuán)EisaiE7016口服有效，并且可以透過(guò)血腦屏障。在白血病老鼠模型中，E7016與順鉑聯(lián)用表現(xiàn)出顯著的化學(xué)增效活性和神經(jīng)保護(hù)作用。目前該藥已經(jīng)處于一期臨床研究中。14喹唑酮類(lèi)Guilford醫(yī)藥公司由二氫喹唑啉改造而成的G喹唑酮類(lèi)KuDOS/Maybridge

公司通過(guò)高通量篩選，得到酞嗪酮類(lèi)先導(dǎo)化合物先導(dǎo)化合物本身活性較弱，對(duì)其側(cè)鏈苯環(huán)3-位用酰胺、4-位用氟原子進(jìn)行取代后，能夠顯著增加其抑制活性，4位引入F原子可提高化合物的細(xì)胞通透性,可能的原因是3-(C=0)-和4-F之間產(chǎn)生相斥的偶極-偶極作用。該作用限制了3-(C=0)的自由旋轉(zhuǎn),降低了分子熵。哌嗪進(jìn)行?；?，得到口服效果較好的olaparib15喹唑酮類(lèi)KuDOS/Maybridge公司通過(guò)高通量篩選，Olaparib的合成路線(xiàn)Olaparib16Olaparib的合成路線(xiàn)Olaparib16喹唑啉酮Fujisawa希望找到具有神經(jīng)保護(hù)作用的PARP-1抑制劑通過(guò)高通量篩選,找到先導(dǎo)化合物。但是沒(méi)有理想的PARP-1抑制活性，而且透過(guò)血腦屏障能力較差經(jīng)過(guò)一系列改造最終得到化合物，至今還未上臨床17喹唑啉酮Fujisawa希望找到具有神經(jīng)保護(hù)作用的PARP吡咯駢咔唑類(lèi)7位的基不可或缺。從分子對(duì)接結(jié)果表明7-C(=0)與Ser904和Gly863形成兩個(gè)重要?dú)滏I,6-NH與Gly863間也有氧鍵相連。同時(shí),Tyr896和Tyr907與化合物18的B環(huán)和D環(huán)n-n共輒,C環(huán)-NH-與Glu988的TyrC(=0)有關(guān)鍵氫鍵作用,環(huán)戊環(huán)(E環(huán))在由Lys861側(cè)鏈,Ala898,Tyr861和Asn987殘基組成的疏水空腔中酶活性結(jié)果表明,E環(huán)對(duì)活性來(lái)說(shuō)不可或缺,替換為其它烷基,環(huán)己基,呋喃環(huán)或芳香環(huán)基團(tuán)都導(dǎo)致活性顯著下降甚至完全消失C環(huán)的N被0或S取代、被甲基化或甲酰化后,化合物的PARP1抑制活性下降20倍甚至完全消失。該藥作為單獨(dú)抗癌藥，和與替莫唑胺聯(lián)合用藥的一期臨床研究Cephalon生物公司利用高通量篩選，發(fā)現(xiàn)吡咯駢咔唑結(jié)構(gòu)吡咯駢咔唑類(lèi)7位的基不可或缺。從分子對(duì)接結(jié)果表明7-C(=吲唑化合物的血漿清除率很高，歸因于4位亞甲基被氧化，同位素放射標(biāo)記實(shí)驗(yàn)表明大部分的化合物被細(xì)胞色素P450S代謝為苯甲酸。因此將末端的水溶性鏈狀胺替換為環(huán)狀胺,通過(guò)增加空間位阻來(lái)阻止被氧化,是提高代謝穩(wěn)定性的好方法,代表性小分子為化合物MK4827MK4827（S）型異構(gòu)體,相比（R）型具有更高的細(xì)胞活性。MK4827在體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)特征良好,展現(xiàn)出可接受的血漿清除率28(mL/min)/kg,半衰期t1/2=3.4h,口服利用度F=65%19吲唑化合物的血漿清除率很高，歸因于4位亞甲基被氧化，同位素放Iniparib（BSI-201）Iniparib唯一的非競(jìng)爭(zhēng)性PARP1抑制劑，產(chǎn)生的亞硝基代謝物通過(guò)對(duì)PARP酶鋅指結(jié)構(gòu)的共價(jià)修飾，不可逆的抑制了PARP的活性。它不會(huì)抑制PARP-2，因?yàn)楹笳邲](méi)有鋅指結(jié)構(gòu)(通常典型的可逆抑制是通過(guò)與NAD+結(jié)合部位的相互作用實(shí)現(xiàn)的其對(duì)123例三陰性乳腺癌患者使用BSI-201聯(lián)合吉西他濱或卡配他濱Ⅱ期臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)BSI-201使疾病控制率、無(wú)進(jìn)展生存期及總生存期均顯著提高且未有不良反應(yīng)增加隨后Iniparib在臨床Ⅲ期實(shí)驗(yàn)中屢屢受挫，在治療已發(fā)生轉(zhuǎn)移的三陰性乳腺癌患者（mTNBC）中，phaseIIIPARP必須甲酰胺氧化PARP鋅必須位點(diǎn)有利硝基還原20Iniparib（BSI-201）Iniparib唯一的非Summary21作為一個(gè)新型的抗腫瘤治療靶點(diǎn),針對(duì)PARP-1抑制劑的研究已取得了巨大的進(jìn)步,尤其是在三陰性乳腺癌和晚期卵巢癌等難治癌癥治療上的成果更加引人注目,PARP-1抑制劑也必將在抗腫瘤藥物市場(chǎng)上占據(jù)一席之地目前已有12個(gè)PARP1小