PI3K突变体CA-H1047R抑制剂开放创新项目征询合作
磷脂酰肌醇-3-激酶（Phosphoinositide 3-kinase, PI3K）家族成员属于原癌基因，它与Akt组成的PI3K/Akt信号通路在细胞生存、增殖、转移、代谢、凋亡和血管生成等方面发挥着重要的调节功能。该通路活化后可以抑制细胞凋亡，增强细胞对缺氧和营养缺乏的耐受，有益于细胞的存活和增殖并参与血管形成，辅助肿瘤生长，促进肿瘤转移。
近年来，以PI3K信号通路中关键分子为靶点的抗肿瘤药物不断被发现。PIK3CA基因属于PI3K的1a亚型，编码其催化亚基p110α，后者催化胞膜上的PI(4,5)P2转变成PI(3,4,5)P3，而PIP3可作为第二信使结合并激活多种细胞内的靶蛋白，参与调节细胞的增殖、运动、粘附、侵袭和转移等活动。目前认为PIK3CA的突变（H1047R和E545K）在结肠癌、卵巢癌、乳腺癌及子宫内膜癌等多种实体瘤中有20-30%的出现频率，并在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。因此，针对突变型PIK3CA激酶结构域的药物开发不仅具有提高疗效的潜力，而且有望规避野生型PI3K抑制剂的副作用，但迄今为止尚无此类药物的筛选和开发之报道。
在我国科技部和新西兰商务、创新与就业部的共同资助下，中新两国科学家合作建立了基于HTRF技术的PI3K筛选方法，使用p110αH1047R重组酶对国家化合物样品库中288000个化合物开展了高通量筛选，旨在发现能选择性抑制PI3KCA突变体H1047A的新化学实体和针对野生型p110α的新结构化合物。我们将初筛得到的活性样品对野生型α和突变型p110α进行了同步复筛以确定它们的选择性和IC50值，进而对其中214个活性化合物做了如下分析：1）采用Pan Assay Interference compounds（PAINS）和Non-drug-like（reactive groups highly halogenated compounds等）方法进行过滤，探究其与已知PI3K抑制剂的关系，并和PI3Ka的晶体结构做了Docking研究；2）在结合模型上检测了这些化合物的特征，摒除类似已知PI3K抑制剂结构的化合物。结果如下：1）214个化合物中有106个通过了PAINS的过滤，排除了那些已知在筛选时能影响酶活性的化合物；2）77个化合物通过了成药性过滤；3）55个化合物同时通过了这两种过滤；4）预测了潜在的抑制机制：采用结构模拟来鉴定最符合与PI3K催化口袋相作用的化学结构。几乎所有PI3K抑制剂的氢键均结合于第851位缬氨酸的骨架。在214个活性样品中，分子模拟显示116个具有能与骨架氨基酸结合的氢键；5）在此基础上，我们选择17个化合物开展了两种酶的量效关系研究，其中5个拥有与先前发现的PI3K抑制剂类似的化学骨架。根据2015年7月3日中新双方磋商的结果，国家新药筛选中心拟在近期发布部分活性化合物供注册“全国药物发现资源在线网络”的药物化学家参与结构的优化改造，判断是否具有发展知识产权和药用开发的潜力。国家新药筛选中心将免费提供包括生物活性检测在内的各种支持。对此靶点抑制剂感兴趣的单位可与汪佳（[email protected]）或范敏智（[email protected]）联系，签订保密协议后我们提供相关结构。
国家新药筛选中心
2015年8月17日