小分子靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用制造技术

本发明专利技术涉及生物制药领域，尤其涉及小分子靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用。本发明专利技术提供了靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用；所述靶向抑制剂抑制PKM2和ALDH1A3的相互作用。本发明专利技术针对肿瘤组织中PKM2被ALDH1A3别构激活的独特机制，首次开发了具有较高特异性的PKM2靶向激活剂和抑制剂。较高特异性的PKM2靶向激活剂和抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
小分子靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用


[0001]本专利技术涉及生物制药领域，尤其涉及小分子靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用。

技术介绍

[0002]肿瘤细胞无论在有氧还是缺氧条件下均以糖酵解途径作为糖代谢的主要途径，这一肿瘤细胞中特有的代谢重编程现象被称为Warburg效应。大量研究表明，肿瘤过度激活的糖酵解代谢过程与其快速生长、恶性侵袭与放化疗抵抗等表型密切相关。因此如何靶向该过程开发药物成为肿瘤治疗领域的关键问题。
[0003]丙酮酸激酶(pyruvatekinase，PK)是糖酵解过程中最后一个限速酶。作为一种进化上保守的代谢酶，丙酮酸激酶可促进磷酸烯醇式丙酮酸(phospho enolpyruvate，PEP)和二磷酸腺苷(adenosinediphosphate，ADP)之间的不可逆磷酸反应，从而产生磷酸酯和三磷酸腺苷(adenosinetrisphosphate，AT P)。在哺乳动物中，存在4种组织特异性的丙酮酸激酶，分别是PKL、PKR、PKM1和PKM2。PKM2作为其中一种亚型，主要存在于具有高合成代谢要求的高增殖细胞中，尤其是肿瘤和胚胎组织中。此外，目前已发现PKM2在肺癌、乳腺癌等肿瘤组织中过表达，并作为癌细胞代谢的关键调节剂。除此之外，PKM2还可以充当转录共激活剂，促进癌细胞中的基因转录。因此，靶向抑制PKM2活性成为逆转肿瘤代谢重编程作用，从而杀灭肿瘤细胞的关键。
[0004]目前商品化的PKM2抑制剂主要来源于天然植物，除对PKM2的抑制作用外，往往还对其他重要靶点产生复杂多变的影响，如紫草醌(shikonin)可通过抑制PKM2减少糖酵解标志物乳酸的产生，但同时也对细胞凋亡过程起到重要调控作用；另外，二甲双胍也被证实可下调PKM2，但其特异性不高。上述抑制剂均未获得临床试验的成功。主要原因在于这些药物大多来源于天然植物，而非针对肿瘤研发。药物作用特异性较差，在抑制PKM2的同时往往对其他重要代谢靶点具有影响，因此难以用于肿瘤靶向治疗。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了小分子靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用。本专利技术针对肿瘤组织中PKM2被ALDH1A3别构激活的独特机制，首次开发了具有较高特异性的PKM2靶向激活剂和抑制剂。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用；所述靶向抑制剂抑制PKM2和ALDH1A3的相互作用。
[0008]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述靶向抑制剂包括：PMK2的抑制剂或PMK2的激活剂。
[0009]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述抑制剂包括：如式1或式2所示的化合物；所述激活剂包括：如式3或式4所示的化合物；
[0010][0011][0012]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述抑制剂降低PKM酶的活性；所述激活剂升高PKM酶的活性。
[0013]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述抑制剂降低LDH酶的活性；所述激活剂升高LDH酶的活性。
[0014]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述抑制剂降低细胞内乳酸含量；所述激活剂升高细胞内乳酸含量。
[0015]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述抑制剂降低细胞的丙酮酸含量。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述抑制剂升高细胞内线粒体膜电位。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述靶向抑制剂的给予量为10mg/kg。
[0018]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述靶向抑制剂的浓度为10～50μM。
[0019]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述靶向抑制剂的给予方式包括：注射或口服。
[0020]在本专利技术的一些实施方案中，上述应用中所述肿瘤包括脑胶质瘤。
[0021]本专利技术提供了靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用；所述靶向抑制剂抑制PKM2和ALDH1A3的相互作用。
[0022]本专利技术的有益效果包括：
[0023](1)本专利技术针对肿瘤组织中PKM2被ALDH1A3别构激活的独特机制，首次开发了具有较高特异性的PKM2靶向激活剂和抑制剂。
[0024](2)本专利技术提供的靶向抑制剂基于世界上最大的小分子化合物库，通过计算机高通量筛选得到，并经过体内外实验验证，兼顾有效性及特异性，综合评估优于现有商品化药物。
[0025](3)本专利技术提供的靶向抑制剂，首次提出了其药物结构的药理学活性，具有较强创新性和良好的临床转化前景。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0027]图1示原代脑胶质瘤细胞系中ALDH1A3蛋白与PKM2蛋白的A1和A2结构域发生蛋白互作；其中：A示WesternBlot展示在BNI
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S细胞中，ALDH1A3敲除后(1A3KO6)PKM2蛋白表达升高，再回补ALDH1A3(1A3KO6
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RE S)后PKM2蛋白降低；B示WesternBlot展示在BNI
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S细胞中，ALDH1A3敲除后(1A3KO18)PKM2蛋白表达升高，再回补ALDH1A3(1A3KO18
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RES)后PKM2蛋白降低；C示PKM2的野生型、Δ1、Δ2、Δ3和Δ4质粒的结构示意图；D示WesternBlot展示在293T细胞中，免疫沉淀(IP)实验证实ALDH1A3野生型分别与PKM2的野生型、Δ2和Δ4三种形式的蛋白存在蛋白互作；E示计算机模拟ALDH1A3与PKM2在脑胶质瘤干细胞中的蛋白互作模式，其中，红色不规则螺旋状为ALDH1A3蛋白；绿色椭圆区域为ALDH1A3蛋白的生物学功能域；灰色为PKM2的N和C结构域；紫色为PKM2的A1和A2结构域；黄色不规则螺旋状为PKM2的B结构域，黄色椭圆区域为PKM2蛋白的生物学功能域；
[0028]图2示靶向ALDH1A3蛋白与PKM2蛋白互作位点的小分子化合物的验证；其中：A示ALDH1A3与PKM2蛋白结合位点靶向小分子物质的高通量筛选平台的构建与参数设置；B示第31号化合物与第34号化合物在低、中、高浓度时对ALDH1A3蛋白与PKM2蛋白的结合的抑制作用，抑制作用越强绿色荧光越弱；C示WesternBlot展示在293T细胞中，免疫沉淀(IP)实验证实第31号化合物与第34号化合物在低、中、高浓度时对ALDH1A3野生型分别与PKM2野生型蛋白互作的抑制作用；
[0029]图3示靶向ALDH1A3蛋白与PKM2蛋白互作位点的小分子化合物的功能验证；其中：A示柱状图展示了未处理、低浓度DMSO处理、低浓度第31号化合物处理与低浓度第34号化合物处理后的转染ALDH1A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.靶向抑制剂在制备治疗肿瘤的药物中的应用；所述靶向抑制剂抑制PKM2和ALDH1A3的相互作用。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述靶向抑制剂包括：PMK2的抑制剂或PMK2的激活剂。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述抑制剂包括：如式1或式2所示的化合物；所述激活剂包括：如式3或式4所示的化合物；4.如权利要求2或3所述的应用，其特征在于，所述抑制剂降低PKM酶的活性；所述激活剂升高PKM酶的活性。5.如权利要求2至4任一项所述的应用，其特征在于，所述抑制剂降低LDH酶的活性；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，李冠璋，王地，张嘉政，
申请(专利权)人：北京市神经外科研究所，
类型：发明
国别省市：