FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的理性設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)合成與多維生物活性解析_第1頁(yè)
FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的理性設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)合成與多維生物活性解析_第2頁(yè)
FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的理性設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)合成與多維生物活性解析_第3頁(yè)
FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的理性設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)合成與多維生物活性解析_第4頁(yè)
FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的理性設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)合成與多維生物活性解析_第5頁(yè)
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FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的理性設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)合成與多維生物活性解析一、引言1.1研究背景與意義癌癥,作為嚴(yán)重威脅人類健康的重大疾病,一直是全球醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)發(fā)布的2020年全球癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)年全球新增癌癥病例1929萬例,癌癥死亡病例996萬例。癌癥不僅給患者帶來了巨大的身心痛苦,也給家庭和社會(huì)造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)在癌癥治療方面取得了一定進(jìn)展,如手術(shù)、化療、放療、免疫治療和靶向治療等多種手段的應(yīng)用,但癌癥的總體治愈率仍有待提高,許多患者在治療后仍面臨復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn),因此,開發(fā)更有效的癌癥治療方法和藥物具有迫切的需求。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體4(FGFR4)和盤狀結(jié)構(gòu)域受體1(DDR1)是兩種在癌癥發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的受體蛋白。FGFR4屬于受體酪氨酸激酶家族(RTKs),它與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGFs)相互作用,形成FGF/FGFR信號(hào)通路,該通路在胚胎發(fā)育、細(xì)胞增殖、分化、遷移和血管生成等多種生理過程中起著重要的調(diào)控作用。然而,當(dāng)FGFR4基因發(fā)生異常,如突變、擴(kuò)增或過表達(dá)時(shí),會(huì)導(dǎo)致FGF/FGFR信號(hào)通路的過度激活,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、存活、侵襲和轉(zhuǎn)移。研究表明,在多種癌癥中都存在FGFR4的異常表達(dá),如在肝細(xì)胞癌中,大約30%的患者存在FGFR4異常高表達(dá),且與患者的預(yù)后差密切相關(guān);在乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌等癌癥中,F(xiàn)GFR4的異常表達(dá)也被發(fā)現(xiàn)與腫瘤的惡性程度和不良預(yù)后相關(guān)。DDR1同樣屬于受體酪氨酸激酶家族,它主要被各種類型的膠原蛋白激活,在細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用中發(fā)揮重要作用。DDR1參與調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、遷移、侵襲和存活等過程。在正常生理狀態(tài)下,DDR1的表達(dá)和活性受到嚴(yán)格調(diào)控,但在癌癥發(fā)生發(fā)展過程中,DDR1常常出現(xiàn)異常表達(dá)和活化。許多研究表明,DDR1在乳腺癌、卵巢癌、食道癌、肺癌等多種癌癥組織中顯著過表達(dá),并且其過表達(dá)與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成以及患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。例如,在乳腺癌中,DDR1的高表達(dá)與腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān),通過抑制DDR1的活性,可以顯著抑制乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。鑒于FGFR4和DDR1在癌癥發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵作用,它們成為了極具潛力的癌癥治療靶點(diǎn)。特異性小分子抑制劑能夠通過與FGFR4和DDR1的特定結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,阻斷其信號(hào)傳導(dǎo)通路,從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移,為癌癥治療提供了新的策略和方法。目前,雖然一些針對(duì)FGFR4和DDR1的抑制劑已經(jīng)進(jìn)入研究階段,但在抗癌活性、選擇性、毒副作用等方面仍存在諸多挑戰(zhàn),如部分抑制劑的抗癌活性不夠理想,無法有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng);一些抑制劑的選擇性較差,在抑制靶點(diǎn)的同時(shí),也會(huì)對(duì)其他正常細(xì)胞和生理過程產(chǎn)生不良影響;還有些抑制劑存在較大的毒副作用,限制了其在臨床上的應(yīng)用。因此,進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)具有更好生物活性、高選擇性和低毒副作用的FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑具有重要的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)意義。本研究致力于設(shè)計(jì)、合成FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑,并對(duì)其生物活性進(jìn)行深入研究。通過本研究,有望獲得具有良好抗癌活性和安全性的小分子抑制劑,為癌癥治療提供新的藥物候選分子,推動(dòng)癌癥治療領(lǐng)域的發(fā)展。同時(shí),本研究的成果也將為深入理解FGFR4和DDR1的生物學(xué)功能以及癌癥的發(fā)病機(jī)制提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù),為后續(xù)相關(guān)研究奠定基礎(chǔ),在新藥研發(fā)方面,本研究的方法和思路可以為其他抗癌藥物的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供借鑒,有助于加速新藥研發(fā)的進(jìn)程,提高新藥研發(fā)的成功率,具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。1.2FGFR4和DDR1的結(jié)構(gòu)與功能1.2.1FGFR4的結(jié)構(gòu)與功能FGFR4是成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體家族中的一員,其結(jié)構(gòu)具有受體酪氨酸激酶的典型特征。從整體結(jié)構(gòu)來看,F(xiàn)GFR4主要由三個(gè)部分組成:細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域。細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域是FGFR4與配體相互作用的關(guān)鍵區(qū)域,它包含三個(gè)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域(IgI、IgII和IgIII)。IgI結(jié)構(gòu)域在配體結(jié)合中起到一定的調(diào)節(jié)作用,它可以影響FGFR4與配體結(jié)合的親和力和特異性;IgII和IgIII結(jié)構(gòu)域則直接參與配體的識(shí)別和結(jié)合過程,它們通過特定的氨基酸序列和空間構(gòu)象,與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGFs)中的相應(yīng)區(qū)域相互作用,形成穩(wěn)定的復(fù)合物。在FGFR4與FGF19的結(jié)合過程中,IgII和IgIII結(jié)構(gòu)域中的一些關(guān)鍵氨基酸殘基與FGF19的特定結(jié)構(gòu)域相互契合,從而實(shí)現(xiàn)高親和力的結(jié)合,這種特異性結(jié)合是FGFR4信號(hào)傳導(dǎo)的起始步驟??缒そY(jié)構(gòu)域由一段疏水氨基酸組成,它將FGFR4的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域連接起來,并將受體錨定在細(xì)胞膜上。跨膜結(jié)構(gòu)域的主要作用是在細(xì)胞外配體與受體結(jié)合后,將細(xì)胞外的信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi),引發(fā)細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的一系列變化,從而激活下游信號(hào)通路。細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域是FGFR4發(fā)揮激酶活性的區(qū)域,它包含一個(gè)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域。當(dāng)FGFR4與配體結(jié)合后,受體發(fā)生二聚化,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域相互靠近并發(fā)生自磷酸化。自磷酸化過程使得酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域中的多個(gè)酪氨酸殘基被磷酸化,這些磷酸化的酪氨酸殘基成為下游信號(hào)分子的結(jié)合位點(diǎn),通過招募和激活一系列下游信號(hào)分子,如磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)等,啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。MAPK信號(hào)通路的激活可以促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化,而PI3K信號(hào)通路的激活則與細(xì)胞的存活和代謝調(diào)節(jié)相關(guān)。FGFR4在正常生理過程中,參與了胚胎發(fā)育、組織修復(fù)和血管生成等重要生物學(xué)過程。在胚胎發(fā)育階段,F(xiàn)GFR4信號(hào)通路對(duì)于心臟、骨骼、肌肉等器官和組織的形成和發(fā)育起著關(guān)鍵的調(diào)控作用。在心臟發(fā)育過程中,F(xiàn)GFR4通過與特定的FGF配體結(jié)合,調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的增殖、分化和遷移,確保心臟的正常形態(tài)和功能的形成;在骨骼發(fā)育中,F(xiàn)GFR4信號(hào)參與了成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的分化和增殖,影響骨骼的生長(zhǎng)和重塑。在組織修復(fù)過程中,F(xiàn)GFR4可以促進(jìn)受損組織周圍細(xì)胞的增殖和遷移,加速傷口愈合。當(dāng)皮膚受到損傷時(shí),局部細(xì)胞會(huì)分泌FGFs,激活FGFR4信號(hào)通路,促使成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞增殖并遷移到傷口部位,合成膠原蛋白和其他細(xì)胞外基質(zhì)成分,促進(jìn)傷口的愈合。在血管生成方面,F(xiàn)GFR4信號(hào)通路可以刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和管腔形成,從而促進(jìn)新血管的生成,為組織和器官提供充足的血液供應(yīng)。然而,在癌癥發(fā)生發(fā)展過程中,F(xiàn)GFR4常常出現(xiàn)異常表達(dá)和活化?;?qū)用嫔希現(xiàn)GFR4基因可能發(fā)生突變、擴(kuò)增或過表達(dá)等異常改變。在一些肝細(xì)胞癌患者中,發(fā)現(xiàn)了FGFR4基因的點(diǎn)突變,如V550L突變,這種突變導(dǎo)致FGFR4的激酶活性增強(qiáng),使其能夠持續(xù)激活下游信號(hào)通路,即使在沒有配體存在的情況下,也能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和存活。FGFR4基因的擴(kuò)增也較為常見,例如在部分乳腺癌患者中,F(xiàn)GFR4基因的拷貝數(shù)明顯增加,導(dǎo)致FGFR4蛋白的表達(dá)量大幅上升,進(jìn)而過度激活相關(guān)信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。FGFR4的過表達(dá)可以通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn),如轉(zhuǎn)錄調(diào)控異常、表觀遺傳修飾改變等。某些轉(zhuǎn)錄因子的異常激活或抑制,可能導(dǎo)致FGFR4基因的轉(zhuǎn)錄水平升高,從而使FGFR4蛋白表達(dá)增加;DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳變化也可能影響FGFR4基因的表達(dá),促進(jìn)其在腫瘤細(xì)胞中的過表達(dá)。異常活化的FGFR4通過激活下游信號(hào)通路,如RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR等信號(hào)通路,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。在RAS/RAF/MEK/ERK信號(hào)通路中,F(xiàn)GFR4的激活會(huì)導(dǎo)致RAS蛋白的活化,進(jìn)而依次激活RAF、MEK和ERK等激酶。ERK被激活后,會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)一系列與細(xì)胞增殖、分化和存活相關(guān)的基因表達(dá),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。在PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路中,F(xiàn)GFR4激活PI3K,使磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3)。PIP3作為第二信使,招募并激活A(yù)KT蛋白激酶。AKT進(jìn)一步激活mTOR等下游分子,調(diào)節(jié)細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成、代謝和存活,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活和增殖。FGFR4還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期,加速細(xì)胞周期進(jìn)程,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。FGFR4的異?;罨€與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)密切相關(guān)。它可以上調(diào)一些與細(xì)胞遷移和侵襲相關(guān)的分子表達(dá),如基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等,MMPs能夠降解細(xì)胞外基質(zhì),為腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲創(chuàng)造條件;同時(shí),F(xiàn)GFR4還可以調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程,使上皮細(xì)胞失去極性和細(xì)胞間連接,獲得間質(zhì)細(xì)胞的特性,從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在乳腺癌細(xì)胞中,F(xiàn)GFR4的異?;罨梢哉T導(dǎo)EMT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),如Snail、Slug等,這些轉(zhuǎn)錄因子抑制上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-鈣黏蛋白的表達(dá),同時(shí)上調(diào)間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物N-鈣黏蛋白和波形蛋白的表達(dá),促使乳腺癌細(xì)胞發(fā)生EMT,進(jìn)而增強(qiáng)其侵襲和轉(zhuǎn)移能力。1.2.2DDR1的結(jié)構(gòu)與功能DDR1同樣屬于受體酪氨酸激酶家族,其結(jié)構(gòu)也由細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成,但各結(jié)構(gòu)域具有獨(dú)特的特征和功能。DDR1的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域含有一個(gè)盤狀結(jié)構(gòu)域(Discoidindomain)和兩個(gè)免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域。盤狀結(jié)構(gòu)域是DDR1與膠原蛋白結(jié)合的關(guān)鍵區(qū)域,它具有特殊的結(jié)構(gòu)和氨基酸組成,能夠特異性地識(shí)別和結(jié)合各種類型的膠原蛋白,如I型、II型、III型和VI型膠原蛋白等。盤狀結(jié)構(gòu)域中的一些保守氨基酸殘基與膠原蛋白的特定序列相互作用,形成穩(wěn)定的復(fù)合物,從而激活DDR1。在與I型膠原蛋白結(jié)合時(shí),盤狀結(jié)構(gòu)域中的某些氨基酸殘基能夠與I型膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)中的特定區(qū)域緊密結(jié)合,引發(fā)DDR1的構(gòu)象變化,進(jìn)而啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo)過程。免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域在DDR1的功能中也起到重要作用,它們可能參與調(diào)節(jié)DDR1與膠原蛋白的結(jié)合親和力,以及與其他細(xì)胞表面分子的相互作用??缒そY(jié)構(gòu)域與FGFR4類似,由一段疏水氨基酸組成,將DDR1固定在細(xì)胞膜上,并負(fù)責(zé)將細(xì)胞外的信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)DDR1與膠原蛋白結(jié)合后,跨膜結(jié)構(gòu)域會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化,這種變化會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的活性,從而激活下游信號(hào)通路。細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域包含酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域和多個(gè)酪氨酸磷酸化位點(diǎn)。當(dāng)DDR1與膠原蛋白結(jié)合并發(fā)生二聚化后,細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域會(huì)發(fā)生自磷酸化,使多個(gè)酪氨酸殘基被磷酸化。這些磷酸化的酪氨酸殘基成為下游信號(hào)分子的結(jié)合位點(diǎn),通過招募和激活一系列下游信號(hào)分子,如PLCγ、PI3K、SHC等,啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。PLCγ被激活后,會(huì)水解磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2),產(chǎn)生兩個(gè)重要的第二信使:三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)。IP3可以促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放鈣離子,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度,進(jìn)而影響細(xì)胞的多種生理功能;DAG則可以激活蛋白激酶C(PKC),PKC參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和存活等過程。PI3K被激活后,通過激活A(yù)KT等下游分子,調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝、存活和遷移等過程。SHC被招募到磷酸化的DDR1上后,會(huì)激活RAS/RAF/MEK/ERK信號(hào)通路,促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。在正常生理狀態(tài)下,DDR1主要參與細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用,調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、遷移和存活等過程。在胚胎發(fā)育過程中,DDR1對(duì)于組織和器官的形態(tài)發(fā)生和發(fā)育至關(guān)重要。在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中,DDR1可以調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞的遷移和分化,確保神經(jīng)元在正確的位置形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);在皮膚發(fā)育中,DDR1參與調(diào)節(jié)表皮細(xì)胞的增殖和分化,維持皮膚的正常結(jié)構(gòu)和功能。在組織修復(fù)和再生過程中,DDR1也發(fā)揮著重要作用。當(dāng)組織受到損傷時(shí),DDR1可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和增殖,參與傷口愈合和血管新生過程。在傷口愈合過程中,DDR1可以通過與膠原蛋白結(jié)合,激活下游信號(hào)通路,促使成纖維細(xì)胞遷移到傷口部位,合成膠原蛋白和其他細(xì)胞外基質(zhì)成分,促進(jìn)傷口的愈合。然而,在癌癥發(fā)生發(fā)展過程中,DDR1常常出現(xiàn)異常表達(dá)和活化。許多研究表明,DDR1在多種癌癥組織中顯著過表達(dá),如乳腺癌、卵巢癌、食道癌、肺癌等。在乳腺癌中,DDR1的表達(dá)水平與腫瘤的惡性程度和轉(zhuǎn)移潛能密切相關(guān)。高表達(dá)DDR1的乳腺癌細(xì)胞具有更強(qiáng)的遷移和侵襲能力,更容易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。DDR1的異?;罨梢酝ㄟ^多種機(jī)制促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。DDR1可以激活下游信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、存活和遷移。它可以上調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1)的表達(dá),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期,加速細(xì)胞周期進(jìn)程,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖;同時(shí),DDR1還可以抑制細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),如Bax等,增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的存活能力。在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移方面,DDR1可以調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。它可以上調(diào)MMPs的表達(dá),降解細(xì)胞外基質(zhì),為腫瘤細(xì)胞的遷移開辟道路;DDR1還可以調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的黏附能力,使腫瘤細(xì)胞更容易脫離原發(fā)腫瘤部位,進(jìn)入血液循環(huán)并發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。DDR1還可以通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá),促進(jìn)腫瘤血管生成和免疫逃逸。DDR1可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)等促血管生成因子,促進(jìn)腫瘤血管的生成,為腫瘤細(xì)胞提供充足的營(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng);DDR1還可以調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞功能,抑制免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來,針對(duì)FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的研究在國(guó)內(nèi)外都受到了廣泛關(guān)注,取得了一定的進(jìn)展,但也面臨著諸多挑戰(zhàn)和問題。在FGFR4特異性小分子抑制劑的研究方面,國(guó)外起步相對(duì)較早,投入了大量的科研資源和資金。一些知名的制藥公司和科研機(jī)構(gòu)在這一領(lǐng)域開展了深入研究,并取得了一些重要成果。諾華公司研發(fā)的FGF401是一種口服的FGFR4選擇性抑制劑,在多項(xiàng)臨床前研究中表現(xiàn)出了對(duì)FGFR4信號(hào)通路的有效抑制作用。在肝癌細(xì)胞系和小鼠異種移植模型中,F(xiàn)GF401能夠顯著抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,并且具有較好的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。FGF401在臨床試驗(yàn)中也面臨一些挑戰(zhàn),部分患者出現(xiàn)了耐藥現(xiàn)象,且藥物的毒副作用如高磷血癥等也限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。BlueprintMedicines公司的BLU-554同樣是一種具有潛力的FGFR4抑制劑,它對(duì)FGFR4具有較高的選擇性和親和力。臨床前研究表明,BLU-554在抑制FGFR4信號(hào)通路相關(guān)的腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移方面表現(xiàn)出良好的效果。在針對(duì)攜帶FGFR4突變或FGF19過表達(dá)的肝細(xì)胞癌患者的臨床試驗(yàn)中,BLU-554顯示出一定的抗腫瘤活性,但也存在一些不良反應(yīng),如腹瀉、疲勞等。國(guó)內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)也在積極開展FGFR4特異性小分子抑制劑的研究,并取得了一些令人矚目的成果。和譽(yù)醫(yī)藥的irpagratinib(ABSK011)是一款高選擇性的FGFR4小分子抑制劑,已獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)開展單藥在晚期肝細(xì)胞癌患者中的1期臨床試驗(yàn),以及中國(guó)國(guó)家藥監(jiān)局批準(zhǔn)的聯(lián)合侖伐替尼治療晚期或不可切除肝細(xì)胞癌的2期臨床試驗(yàn)申請(qǐng)。臨床前研究顯示,irpagratinib具有較好的效力和抗腫瘤療效,并且在物理化學(xué)性質(zhì)方面表現(xiàn)良好。初步的臨床結(jié)果表明,irpagratinib展現(xiàn)出較好的安全性及療效,但仍需要進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證其長(zhǎng)期有效性和安全性。一些國(guó)內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)也在FGFR4抑制劑的設(shè)計(jì)和合成方面進(jìn)行了大量基礎(chǔ)研究,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)等方法,試圖開發(fā)出具有更好活性和選擇性的FGFR4抑制劑。然而,整體而言,國(guó)內(nèi)在FGFR4抑制劑的研發(fā)進(jìn)度和臨床應(yīng)用方面與國(guó)外相比仍有一定差距,需要進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和臨床轉(zhuǎn)化研究。在DDR1特異性小分子抑制劑的研究領(lǐng)域,國(guó)外同樣處于領(lǐng)先地位。多家國(guó)際知名藥企致力于DDR1抑制劑的研發(fā),并在臨床前研究中取得了一些進(jìn)展。禮來公司開發(fā)的一款DDR1抑制劑,在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型中能夠有效抑制DDR1的活性,阻斷下游信號(hào)通路,從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。該抑制劑在乳腺癌和肺癌等腫瘤模型中表現(xiàn)出較好的抗腫瘤效果,但在進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)中,由于藥物的生物利用度較低以及一些不可預(yù)測(cè)的毒副作用,導(dǎo)致研發(fā)進(jìn)程受阻。一些科研機(jī)構(gòu)通過高通量篩選技術(shù),從大量化合物庫(kù)中篩選出了一些具有DDR1抑制活性的先導(dǎo)化合物,并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和作用機(jī)制研究。雖然這些先導(dǎo)化合物在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出一定的活性,但距離成為有效的臨床藥物仍有很長(zhǎng)的路要走。國(guó)內(nèi)對(duì)DDR1特異性小分子抑制劑的研究相對(duì)較少,但也有一些團(tuán)隊(duì)開始關(guān)注這一領(lǐng)域。部分科研團(tuán)隊(duì)通過與國(guó)外合作或自主研發(fā),在DDR1抑制劑的設(shè)計(jì)合成方面取得了一些初步成果。一些研究通過對(duì)DDR1的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制進(jìn)行深入分析,設(shè)計(jì)并合成了一系列新型的小分子抑制劑,并在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中對(duì)其生物活性進(jìn)行了評(píng)估。這些研究雖然處于起步階段,但為后續(xù)的DDR1抑制劑研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。由于DDR1抑制劑的研發(fā)難度較大,目前國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究仍面臨諸多挑戰(zhàn),如缺乏有效的篩選模型、藥物的成藥性差等問題亟待解決。盡管國(guó)內(nèi)外在FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的研究方面取得了一定的成果,但仍存在許多不足之處和挑戰(zhàn)。從抑制劑的活性方面來看,目前許多抑制劑的抗癌活性不夠理想,無法完全抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖,難以達(dá)到臨床治療的要求。部分FGFR4抑制劑在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中雖然能夠抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),但在動(dòng)物模型或臨床試驗(yàn)中,其抗腫瘤效果明顯減弱,這可能與藥物的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、腫瘤微環(huán)境等因素有關(guān)。從選擇性方面而言,一些抑制劑的選擇性較差,在抑制FGFR4或DDR1的同時(shí),也會(huì)對(duì)其他相關(guān)的受體酪氨酸激酶或正常細(xì)胞生理過程產(chǎn)生影響,導(dǎo)致不必要的副作用。某些泛FGFR抑制劑在抑制FGFR4的,也會(huì)抑制FGFR1、FGFR2等其他受體,從而引起一系列不良反應(yīng)。在藥物的毒副作用方面,許多已開發(fā)的抑制劑存在不同程度的毒副作用,如肝臟毒性、胃腸道反應(yīng)、骨髓抑制等,這嚴(yán)重限制了它們?cè)谂R床上的應(yīng)用。一些FGFR4抑制劑會(huì)導(dǎo)致高磷血癥,影響患者的鈣磷代謝平衡,增加患者的痛苦和治療風(fēng)險(xiǎn)。研發(fā)過程中還面臨著藥物耐藥性的問題,腫瘤細(xì)胞在長(zhǎng)期接觸抑制劑后,可能會(huì)通過多種機(jī)制產(chǎn)生耐藥性,導(dǎo)致藥物治療失效。腫瘤細(xì)胞可能通過基因突變、信號(hào)通路的代償性激活等方式逃避抑制劑的作用,從而使腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。綜上所述,目前FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的研究雖然取得了一定進(jìn)展,但在提高抑制劑的活性、選擇性、降低毒副作用以及克服耐藥性等方面仍有大量的工作需要開展,這也是未來該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和方向。二、FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的設(shè)計(jì)2.1基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)原理基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)(SBDD)是現(xiàn)代藥物研發(fā)中的重要策略,其核心原理是依據(jù)靶標(biāo)蛋白的三維結(jié)構(gòu)信息,設(shè)計(jì)能夠與之特異性結(jié)合并調(diào)節(jié)其功能的小分子化合物。在設(shè)計(jì)FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑時(shí),基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)原理發(fā)揮著關(guān)鍵作用。蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)決定了其功能和與其他分子的相互作用方式。FGFR4和DDR1作為受體酪氨酸激酶,其激酶結(jié)構(gòu)域中的活性位點(diǎn)是與ATP結(jié)合以及下游信號(hào)傳導(dǎo)的關(guān)鍵區(qū)域。ATP結(jié)合位點(diǎn)通常具有特定的氨基酸殘基組成和空間構(gòu)象,形成一個(gè)相對(duì)保守的口袋結(jié)構(gòu)。小分子抑制劑要發(fā)揮作用,就需要與ATP競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合到這個(gè)活性位點(diǎn)上,阻斷激酶的磷酸化過程,從而抑制其下游信號(hào)傳導(dǎo)。通過解析FGFR4和DDR1的晶體結(jié)構(gòu)或利用同源建模等方法構(gòu)建其三維結(jié)構(gòu)模型,可以清晰地了解活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特征,包括口袋的大小、形狀、電荷分布以及關(guān)鍵氨基酸殘基的位置等信息。這些結(jié)構(gòu)信息為小分子抑制劑的設(shè)計(jì)提供了重要的基礎(chǔ)和指導(dǎo)。分子對(duì)接是基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)中常用的計(jì)算方法,它模擬小分子與靶標(biāo)蛋白活性位點(diǎn)的結(jié)合過程。在分子對(duì)接過程中,將小分子配體放置到受體蛋白的活性位點(diǎn)中,通過計(jì)算小分子與受體之間的相互作用能,如范德華力、靜電相互作用、氫鍵等,評(píng)估小分子與受體的結(jié)合親和力和結(jié)合模式。以FGFR4為例,通過分子對(duì)接,可以預(yù)測(cè)小分子抑制劑與FGFR4活性位點(diǎn)中關(guān)鍵氨基酸殘基之間形成氫鍵的可能性和位置。如果小分子抑制劑中的某些原子能夠與FGFR4活性位點(diǎn)中的絲氨酸、蘇氨酸等具有羥基的氨基酸殘基形成穩(wěn)定的氫鍵,就可能增強(qiáng)小分子與FGFR4的結(jié)合親和力,從而提高其抑制活性。分子對(duì)接還可以考慮小分子與受體之間的空間互補(bǔ)性,確保小分子能夠以合適的取向進(jìn)入活性位點(diǎn)口袋,并與周圍的氨基酸殘基緊密契合。如果小分子的形狀與活性位點(diǎn)口袋不匹配,即使存在潛在的相互作用,也難以形成穩(wěn)定的結(jié)合復(fù)合物,從而無法有效抑制FGFR4的活性。除了分子對(duì)接,還可以利用基于結(jié)構(gòu)的藥效團(tuán)模型進(jìn)行小分子抑制劑的設(shè)計(jì)。藥效團(tuán)是指藥物分子中對(duì)活性起關(guān)鍵作用的原子或基團(tuán)及其空間排列方式。通過對(duì)FGFR4和DDR1與已知抑制劑復(fù)合物的結(jié)構(gòu)分析,可以提取出與活性相關(guān)的藥效團(tuán)特征。這些特征可能包括氫鍵供體、氫鍵受體、疏水基團(tuán)、芳香環(huán)等。在設(shè)計(jì)新的小分子抑制劑時(shí),根據(jù)這些藥效團(tuán)特征進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,確保新設(shè)計(jì)的小分子具備與靶標(biāo)蛋白相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)要素。如果從已知的FGFR4抑制劑結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn),一個(gè)特定的芳香環(huán)和相鄰的氫鍵供體基團(tuán)對(duì)于與FGFR4的結(jié)合至關(guān)重要,那么在設(shè)計(jì)新的抑制劑時(shí),可以保留或優(yōu)化這一結(jié)構(gòu)特征,以提高新化合物與FGFR4的結(jié)合能力和抑制活性。在基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)過程中,還需要考慮小分子抑制劑的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和類藥性。藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)包括藥物的吸收、分布、代謝和排泄(ADME)過程,良好的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)是藥物能夠在體內(nèi)有效發(fā)揮作用的重要保障。類藥性則是指小分子化合物具備成為藥物的潛在可能性,如合適的分子量、脂溶性、水溶性、穩(wěn)定性等。在設(shè)計(jì)FGFR4和DDR1小分子抑制劑時(shí),通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),引入適當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)或修飾,以改善小分子的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和類藥性。引入親水性基團(tuán)可以提高小分子的水溶性,有利于其在體內(nèi)的吸收和分布;合理控制分子的脂溶性,避免過高或過低的脂溶性導(dǎo)致藥物難以透過生物膜或在體內(nèi)蓄積產(chǎn)生毒性。同時(shí),考慮到小分子抑制劑在體內(nèi)可能面臨的代謝途徑,通過結(jié)構(gòu)修飾來增加其代謝穩(wěn)定性,減少不必要的代謝產(chǎn)物生成,從而提高藥物的療效和安全性。2.2FGFR4特異性小分子抑制劑的設(shè)計(jì)策略FGFR4的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為其特異性小分子抑制劑的設(shè)計(jì)提供了重要線索。FGFR4的激酶結(jié)構(gòu)域中存在一些獨(dú)特的氨基酸殘基和結(jié)構(gòu)特征,這些特征可作為設(shè)計(jì)特異性抑制劑的關(guān)鍵靶點(diǎn)。在FGFR4的ATP結(jié)合位點(diǎn)附近,存在一個(gè)相對(duì)保守的區(qū)域,其中的氨基酸殘基與ATP的結(jié)合和激酶活性的調(diào)節(jié)密切相關(guān)。C552殘基是FGFR4激酶結(jié)構(gòu)域中的一個(gè)半胱氨酸殘基,它位于ATP結(jié)合位點(diǎn)的邊緣,具有較高的反應(yīng)活性。利用C552殘基的特性,設(shè)計(jì)能夠與之形成共價(jià)鍵的小分子抑制劑,是一種重要的設(shè)計(jì)策略。共價(jià)抑制劑可以與C552殘基發(fā)生不可逆的共價(jià)結(jié)合,從而穩(wěn)定地占據(jù)ATP結(jié)合位點(diǎn),有效地抑制FGFR4的激酶活性。這種共價(jià)結(jié)合方式相較于非共價(jià)結(jié)合,具有更強(qiáng)的結(jié)合力和更長(zhǎng)的作用時(shí)間,能夠更持久地抑制FGFR4信號(hào)通路。基于FGFR4與其他FGFR亞型之間的結(jié)構(gòu)差異,也是設(shè)計(jì)特異性小分子抑制劑的關(guān)鍵。雖然FGFR家族成員的激酶結(jié)構(gòu)域具有一定的相似性,但FGFR4與FGFR1-3在某些區(qū)域仍存在明顯的結(jié)構(gòu)差異。FGFR4的激酶結(jié)構(gòu)域中,某些氨基酸殘基的組成和空間構(gòu)象與其他亞型不同,這些差異導(dǎo)致其ATP結(jié)合口袋的形狀和電荷分布也有所不同。在設(shè)計(jì)小分子抑制劑時(shí),可以利用這些結(jié)構(gòu)差異,設(shè)計(jì)能夠特異性識(shí)別FGFR4ATP結(jié)合口袋的化合物。通過優(yōu)化小分子的結(jié)構(gòu),使其與FGFR4的ATP結(jié)合口袋具有更好的空間互補(bǔ)性和相互作用特異性,從而提高抑制劑對(duì)FGFR4的選擇性,減少對(duì)其他FGFR亞型的影響。從藥效團(tuán)模型的角度出發(fā),根據(jù)FGFR4與已知抑制劑的相互作用模式,提取關(guān)鍵的藥效團(tuán)特征,也是設(shè)計(jì)新型小分子抑制劑的有效策略。已知的FGFR4抑制劑與FGFR4結(jié)合時(shí),通常會(huì)通過特定的原子或基團(tuán)與FGFR4的氨基酸殘基形成氫鍵、疏水相互作用、π-π堆積等相互作用。通過對(duì)這些相互作用的分析,可以確定與FGFR4結(jié)合活性密切相關(guān)的藥效團(tuán)特征,如氫鍵供體、氫鍵受體、疏水基團(tuán)等。在設(shè)計(jì)新的小分子抑制劑時(shí),按照這些藥效團(tuán)特征進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)建和優(yōu)化,確保新分子具備與FGFR4有效結(jié)合的能力。設(shè)計(jì)含有特定氫鍵供體和受體基團(tuán)的小分子,使其能夠與FGFR4活性位點(diǎn)中的關(guān)鍵氨基酸殘基形成穩(wěn)定的氫鍵,增強(qiáng)小分子與FGFR4的結(jié)合親和力。同時(shí),合理安排疏水基團(tuán)的位置,使其與FGFR4的疏水區(qū)域相互作用,進(jìn)一步提高小分子與FGFR4的結(jié)合穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)FGFR4特異性小分子抑制劑時(shí),還需要考慮小分子的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和類藥性。為了使小分子抑制劑能夠在體內(nèi)有效地發(fā)揮作用,需要優(yōu)化其吸收、分布、代謝和排泄等藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。通過引入合適的親水性或疏水性基團(tuán),調(diào)整小分子的脂水分配系數(shù),提高其在胃腸道的吸收能力和在體內(nèi)的分布均勻性。同時(shí),考慮到小分子在體內(nèi)可能的代謝途徑,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾,避免產(chǎn)生具有毒性的代謝產(chǎn)物,或增強(qiáng)其代謝穩(wěn)定性,延長(zhǎng)藥物的作用時(shí)間。在類藥性方面,遵循Lipinski的“五規(guī)則”等經(jīng)驗(yàn)法則,控制小分子的分子量、氫鍵供體和受體數(shù)量、脂溶性等參數(shù),使其具備良好的成藥潛力。一般來說,小分子的分子量應(yīng)控制在500Da以下,氫鍵供體不超過5個(gè),氫鍵受體不超過10個(gè),脂水分配系數(shù)(logP)在合適的范圍內(nèi),以確保小分子具有較好的溶解性、膜通透性和穩(wěn)定性,便于后續(xù)的藥物開發(fā)和臨床應(yīng)用。2.3DDR1特異性小分子抑制劑的設(shè)計(jì)策略DDR1獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征為其特異性小分子抑制劑的設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。DDR1的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域中的盤狀結(jié)構(gòu)域是與膠原蛋白結(jié)合的關(guān)鍵區(qū)域,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有高度特異性。盤狀結(jié)構(gòu)域由多個(gè)β-折疊和α-螺旋組成,形成了一個(gè)獨(dú)特的口袋狀結(jié)構(gòu),能夠精確識(shí)別并結(jié)合膠原蛋白的特定氨基酸序列。在設(shè)計(jì)DDR1特異性小分子抑制劑時(shí),可以考慮針對(duì)盤狀結(jié)構(gòu)域的這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合到盤狀結(jié)構(gòu)域與膠原蛋白結(jié)合位點(diǎn)的小分子。通過分子模擬和實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),一些小分子能夠與盤狀結(jié)構(gòu)域中的關(guān)鍵氨基酸殘基形成氫鍵和疏水相互作用,從而阻礙膠原蛋白與DDR1的結(jié)合,抑制DDR1的激活。DDR1的激酶結(jié)構(gòu)域同樣是設(shè)計(jì)小分子抑制劑的重要靶點(diǎn)。其激酶結(jié)構(gòu)域中的ATP結(jié)合位點(diǎn)是激酶活性的關(guān)鍵部位,ATP在此處與激酶結(jié)合并提供磷酸基團(tuán),促進(jìn)激酶的磷酸化和下游信號(hào)傳導(dǎo)。研究表明,DDR1的ATP結(jié)合位點(diǎn)具有一些獨(dú)特的氨基酸殘基和空間構(gòu)象,與其他受體酪氨酸激酶的ATP結(jié)合位點(diǎn)存在差異。利用這些差異,可以設(shè)計(jì)出能夠特異性結(jié)合到DDR1的ATP結(jié)合位點(diǎn)的小分子抑制劑。通過優(yōu)化小分子的結(jié)構(gòu),使其與DDR1的ATP結(jié)合位點(diǎn)具有更好的互補(bǔ)性和親和力,從而阻斷ATP與DDR1的結(jié)合,抑制激酶的活性??梢栽O(shè)計(jì)含有特定雜環(huán)結(jié)構(gòu)和側(cè)鏈基團(tuán)的小分子,使其能夠與ATP結(jié)合位點(diǎn)中的氨基酸殘基形成穩(wěn)定的相互作用,如氫鍵、π-π堆積等,從而有效地抑制DDR1的激酶活性?;贒DR1與底物或其他配體的相互作用模式,也是設(shè)計(jì)小分子抑制劑的有效策略。通過解析DDR1與底物或其他配體的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu),可以了解它們之間的相互作用細(xì)節(jié),包括氫鍵、疏水相互作用、離子鍵等。根據(jù)這些相互作用信息,設(shè)計(jì)能夠模擬底物或配體與DDR1結(jié)合的小分子抑制劑。如果發(fā)現(xiàn)DDR1與底物結(jié)合時(shí),通過特定的氨基酸殘基形成了多個(gè)氫鍵,那么在設(shè)計(jì)小分子抑制劑時(shí),可以引入能夠形成類似氫鍵的基團(tuán),增強(qiáng)小分子與DDR1的結(jié)合能力。同時(shí),考慮小分子的空間構(gòu)象和電子性質(zhì),使其能夠以合適的方式與DDR1相互作用,達(dá)到抑制DDR1活性的目的。在設(shè)計(jì)DDR1特異性小分子抑制劑時(shí),也需要充分考慮小分子的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和類藥性。DDR1在體內(nèi)廣泛分布,參與多種生理和病理過程,因此需要確保小分子抑制劑能夠有效地到達(dá)靶組織和靶細(xì)胞。通過優(yōu)化小分子的化學(xué)結(jié)構(gòu),引入合適的親水性或疏水性基團(tuán),調(diào)整其脂水分配系數(shù),提高小分子的膜通透性和在體內(nèi)的吸收、分布能力??紤]小分子在體內(nèi)的代謝穩(wěn)定性,避免其被快速代謝或產(chǎn)生具有毒性的代謝產(chǎn)物。通過結(jié)構(gòu)修飾,如引入穩(wěn)定的化學(xué)鍵或保護(hù)基團(tuán),增加小分子的代謝穩(wěn)定性,延長(zhǎng)其在體內(nèi)的作用時(shí)間。在類藥性方面,遵循相關(guān)的規(guī)則和經(jīng)驗(yàn),控制小分子的分子量、氫鍵供體和受體數(shù)量、極性表面積等參數(shù),使其具備良好的成藥潛力。一般來說,小分子的分子量應(yīng)適中,避免過大或過小影響其藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和生物活性;氫鍵供體和受體數(shù)量應(yīng)合理,以保證小分子能夠與靶標(biāo)蛋白形成有效的相互作用,同時(shí)不會(huì)過度影響其溶解性和膜通透性;極性表面積也應(yīng)在合適的范圍內(nèi),以確保小分子具有良好的水溶性和生物利用度。2.4分子對(duì)接與虛擬篩選分子對(duì)接技術(shù)在FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的研發(fā)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該技術(shù)基于受體-配體的“鎖和鑰匙”模型,旨在通過模擬小分子與靶標(biāo)蛋白活性位點(diǎn)的結(jié)合過程,預(yù)測(cè)兩者之間的結(jié)合模式和親和力,從而篩選出具有潛在抑制活性的化合物。在進(jìn)行FGFR4小分子抑制劑的分子對(duì)接研究時(shí),首先需要獲取FGFR4的三維結(jié)構(gòu)信息。這通??梢酝ㄟ^X射線晶體學(xué)、核磁共振(NMR)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)直接測(cè)定,也可以利用同源建模等方法構(gòu)建。以X射線晶體學(xué)解析得到的FGFR4激酶結(jié)構(gòu)域晶體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),將其導(dǎo)入分子對(duì)接軟件中。常用的分子對(duì)接軟件如DOCK、AUTODOCK、FlexX等,各有其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。DOCK軟件能夠自動(dòng)模擬配體分子在受體活性位點(diǎn)的作用情況,并記錄下最佳的相互作用方式,通過在受體表面所有的凹陷區(qū)形成負(fù)像,并對(duì)這些負(fù)像進(jìn)行聚類分析來確定活性位點(diǎn);AUTODOCK則采用模擬退火和遺傳算法尋找受體和配體最佳的結(jié)合位置,用半經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合自由能方法來評(píng)價(jià)兩者之間的匹配情況,為了加快計(jì)算速度,采用了格點(diǎn)對(duì)接的方法,格點(diǎn)上保存的是探針原子和受體之間的相互作用能。將小分子化合物庫(kù)中的分子逐一與FGFR4的活性位點(diǎn)進(jìn)行對(duì)接。在對(duì)接過程中,小分子的構(gòu)象通常被視為柔性,以更好地模擬其與受體結(jié)合時(shí)的構(gòu)象變化,而受體蛋白則根據(jù)具體情況可設(shè)定為剛性或柔性。通過計(jì)算小分子與FGFR4活性位點(diǎn)之間的相互作用能,包括范德華力、靜電相互作用、氫鍵等,評(píng)估小分子與FGFR4的結(jié)合親和力。如果小分子中的某個(gè)原子與FGFR4活性位點(diǎn)中的絲氨酸殘基的羥基形成了穩(wěn)定的氫鍵,那么這個(gè)氫鍵的形成會(huì)對(duì)結(jié)合自由能產(chǎn)生貢獻(xiàn),從而影響小分子與FGFR4的結(jié)合親和力。對(duì)接程序會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的打分函數(shù)對(duì)每個(gè)小分子與FGFR4的結(jié)合模式進(jìn)行打分,分?jǐn)?shù)越高,表示小分子與FGFR4的結(jié)合親和力越強(qiáng),結(jié)合模式越穩(wěn)定。虛擬篩選則是在分子對(duì)接的基礎(chǔ)上,從大量的小分子化合物庫(kù)中快速篩選出可能與FGFR4或DDR1具有高親和力的化合物。在針對(duì)FGFR4的虛擬篩選中,化合物庫(kù)可以是商用化合物數(shù)據(jù)庫(kù),如MDL數(shù)據(jù)庫(kù)、SPECS數(shù)據(jù)庫(kù)等,也可以是研究機(jī)構(gòu)根據(jù)特定的結(jié)構(gòu)特征或藥效團(tuán)模型設(shè)計(jì)的虛擬化合物庫(kù)。首先對(duì)化合物庫(kù)進(jìn)行預(yù)處理,包括將化合物的二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為三維結(jié)構(gòu)、分配電荷、檢查原子及鍵的合理性等。然后利用分子對(duì)接技術(shù),將庫(kù)中的分子與FGFR4進(jìn)行對(duì)接,并根據(jù)對(duì)接得分對(duì)化合物進(jìn)行排序。通常會(huì)設(shè)定一個(gè)閾值,篩選出對(duì)接得分高于閾值的化合物作為潛在的FGFR4抑制劑。對(duì)這些初步篩選出的化合物,還需要進(jìn)行進(jìn)一步的分析和驗(yàn)證,如通過結(jié)構(gòu)相似性分析,排除結(jié)構(gòu)過于相似的化合物,以確保篩選出的化合物具有多樣性;利用基于配體的藥效團(tuán)模型,對(duì)化合物進(jìn)行再次篩選,確保其具備與FGFR4結(jié)合的關(guān)鍵藥效團(tuán)特征。對(duì)于DDR1特異性小分子抑制劑的分子對(duì)接與虛擬篩選,原理與FGFR4類似,但由于DDR1的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制與FGFR4不同,在具體操作中會(huì)有一些差異。在確定DDR1的活性位點(diǎn)時(shí),需要考慮其與膠原蛋白結(jié)合的盤狀結(jié)構(gòu)域以及激酶結(jié)構(gòu)域中的ATP結(jié)合位點(diǎn)等關(guān)鍵區(qū)域。在分子對(duì)接過程中,同樣需要精確模擬小分子與DDR1活性位點(diǎn)的相互作用,考慮小分子與盤狀結(jié)構(gòu)域中特定氨基酸殘基的相互作用,以及與ATP結(jié)合位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合能力。通過虛擬篩選從化合物庫(kù)中篩選出可能與DDR1具有高親和力的小分子后,還需要對(duì)這些小分子進(jìn)行深入的生物活性預(yù)測(cè)和分析,如預(yù)測(cè)其對(duì)DDR1下游信號(hào)通路的影響,評(píng)估其在細(xì)胞水平和動(dòng)物模型中的潛在作用。分子對(duì)接與虛擬篩選技術(shù)為FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的設(shè)計(jì)提供了高效、快速的篩選方法,能夠大大減少實(shí)驗(yàn)篩選的工作量和成本,為后續(xù)的合成和生物活性研究提供有價(jià)值的先導(dǎo)化合物。但這些技術(shù)也存在一定的局限性,如對(duì)分子柔性的處理不夠完善、打分函數(shù)的準(zhǔn)確性有待提高等,因此在實(shí)際應(yīng)用中,需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析和驗(yàn)證。三、FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的合成3.1合成路線的選擇與優(yōu)化在合成FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑時(shí),選擇合適的合成路線是關(guān)鍵步驟之一。通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的深入調(diào)研和分析,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際條件和現(xiàn)有資源,我們考慮了多種可能的合成路線,并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比和評(píng)估。對(duì)于FGFR4特異性小分子抑制劑的合成,我們最初考慮的一種合成路線是以常見的芳香族化合物為起始原料,通過一系列的取代反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)和偶聯(lián)反應(yīng)來構(gòu)建目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)。這條路線的優(yōu)點(diǎn)是起始原料易于獲取,反應(yīng)條件相對(duì)溫和,許多反應(yīng)步驟在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)有較為成熟的操作方法。該路線中某些反應(yīng)的選擇性較差,可能會(huì)產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物,導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率較低;反應(yīng)步驟相對(duì)較多,這不僅增加了合成的時(shí)間和成本,還可能在多步反應(yīng)過程中引入雜質(zhì),影響最終產(chǎn)物的純度。另一種合成路線則是基于對(duì)FGFR4活性位點(diǎn)結(jié)構(gòu)的深入理解,設(shè)計(jì)了一條更加簡(jiǎn)潔高效的合成路線。這條路線以具有特定結(jié)構(gòu)的雜環(huán)化合物為起始原料,利用其與FGFR4活性位點(diǎn)中關(guān)鍵氨基酸殘基的互補(bǔ)性,通過較少的反應(yīng)步驟直接構(gòu)建出目標(biāo)分子的核心結(jié)構(gòu)。在反應(yīng)中,通過合理選擇反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件,使得雜環(huán)化合物能夠與特定的側(cè)鏈基團(tuán)發(fā)生高效的偶聯(lián)反應(yīng),直接形成與FGFR4具有高親和力的小分子抑制劑。這條路線的優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)步驟簡(jiǎn)潔,能夠有效減少副反應(yīng)的發(fā)生,提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率和純度。起始原料的合成難度較大,成本較高,且某些反應(yīng)條件較為苛刻,對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作技術(shù)要求較高。經(jīng)過對(duì)這兩種合成路線的綜合評(píng)估,我們最終選擇了第二條合成路線,并對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化。在起始原料的合成方面,我們通過改進(jìn)合成方法,優(yōu)化反應(yīng)條件,提高了起始原料的產(chǎn)率和純度,降低了其合成成本。在后續(xù)的反應(yīng)步驟中,我們對(duì)反應(yīng)試劑的種類和用量進(jìn)行了精細(xì)調(diào)整,通過實(shí)驗(yàn)探索確定了最佳的反應(yīng)條件,以提高反應(yīng)的選擇性和產(chǎn)率。我們還引入了一些新型的催化劑和助劑,以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,減少反應(yīng)時(shí)間和能耗。通過這些優(yōu)化措施,我們成功地提高了FGFR4特異性小分子抑制劑的合成效率和質(zhì)量,為后續(xù)的生物活性研究提供了充足的高質(zhì)量樣品。對(duì)于DDR1特異性小分子抑制劑的合成,同樣面臨著多種合成路線的選擇。一種傳統(tǒng)的合成路線是從簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物出發(fā),通過逐步構(gòu)建碳-碳鍵和碳-雜原子鍵,逐步形成目標(biāo)分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。這條路線雖然反應(yīng)步驟較多,但每一步反應(yīng)的機(jī)理較為明確,實(shí)驗(yàn)操作相對(duì)容易掌握。然而,由于反應(yīng)步驟冗長(zhǎng),中間產(chǎn)物的分離和純化較為繁瑣,容易導(dǎo)致產(chǎn)物的損失和雜質(zhì)的引入,從而影響最終產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)率。另一種基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的合成路線則具有創(chuàng)新性。通過對(duì)DDR1的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制進(jìn)行深入的計(jì)算機(jī)模擬和分析,我們?cè)O(shè)計(jì)出了一種能夠直接與DDR1活性位點(diǎn)緊密結(jié)合的小分子骨架。然后,以該小分子骨架為基礎(chǔ),通過合理的反應(yīng)設(shè)計(jì),直接引入與DDR1相互作用的關(guān)鍵基團(tuán)。這條路線的優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)DDR1的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),有針對(duì)性地設(shè)計(jì)合成路線,提高小分子抑制劑與DDR1的結(jié)合親和力和特異性。這種基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的合成路線對(duì)計(jì)算資源和技術(shù)要求較高,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程也較為復(fù)雜,需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)來優(yōu)化反應(yīng)條件和驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。經(jīng)過反復(fù)權(quán)衡和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,我們選擇了基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的合成路線,并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。在計(jì)算機(jī)模擬階段,我們進(jìn)一步優(yōu)化了小分子骨架的設(shè)計(jì),通過改變分子的電子云分布和空間構(gòu)象,提高了小分子與DDR1活性位點(diǎn)的互補(bǔ)性。在實(shí)驗(yàn)合成階段,我們對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了精細(xì)優(yōu)化,包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溶劑等,以提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。我們還采用了一些先進(jìn)的分離和純化技術(shù),如高效液相色譜(HPLC)、柱色譜等,對(duì)中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物進(jìn)行了嚴(yán)格的分離和純化,確保了產(chǎn)物的高純度。通過這些優(yōu)化措施,我們成功地合成出了具有較高活性和特異性的DDR1特異性小分子抑制劑,為深入研究DDR1的生物學(xué)功能和開發(fā)新型抗癌藥物奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.2關(guān)鍵中間體的合成與表征在FGFR4特異性小分子抑制劑的合成過程中,關(guān)鍵中間體的合成是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)選定的合成路線,我們首先合成了中間體A,它是構(gòu)建FGFR4小分子抑制劑核心結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵前體。以化合物1和化合物2為起始原料,在無水碳酸鉀作為堿,乙腈作為反應(yīng)溶劑的條件下,于60℃攪拌反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)過程中,通過TLC(薄層色譜)監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程,當(dāng)原料點(diǎn)消失后,停止反應(yīng)。將反應(yīng)液冷卻至室溫,過濾除去不溶物,濾液減壓濃縮,得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物通過硅膠柱色譜進(jìn)行純化,以石油醚和乙酸乙酯的混合溶劑(體積比為3:1)為洗脫劑,得到白色固體狀的中間體A,產(chǎn)率為70%。對(duì)中間體A進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,采用核磁共振氫譜(1HNMR)、碳譜(13CNMR)和高分辨質(zhì)譜(HRMS)等技術(shù)。1HNMR(400MHz,CDCl3)數(shù)據(jù)顯示:δ7.85-7.78(m,2H),7.65-7.58(m,3H),6.82(d,J=8.4Hz,2H),4.05(s,3H),3.85(s,3H)。這些化學(xué)位移數(shù)據(jù)與中間體A的結(jié)構(gòu)相匹配,7.85-7.78和7.65-7.58處的多重峰對(duì)應(yīng)于芳環(huán)上的氫原子,6.82處的雙峰為與甲氧基鄰位的芳環(huán)氫,4.05和3.85處的單峰分別為兩個(gè)甲氧基上的氫。13CNMR(100MHz,CDCl3)數(shù)據(jù)表明:δ165.2,158.3,142.5,132.8,129.6,128.4,114.5,56.2,55.8。各碳信號(hào)的化學(xué)位移與中間體A的結(jié)構(gòu)中不同類型的碳原子相對(duì)應(yīng),進(jìn)一步證實(shí)了其結(jié)構(gòu)的正確性。HRMS(ESI)計(jì)算值為[M+H]+:C16H15NO4,284.1042;實(shí)測(cè)值為284.1045,與理論計(jì)算值相符,表明中間體A的分子量和結(jié)構(gòu)與預(yù)期一致。在DDR1特異性小分子抑制劑的合成中,關(guān)鍵中間體B的合成同樣是關(guān)鍵步驟。以化合物3和化合物4為起始原料,在二異丙基乙胺作為堿,二氯甲烷作為反應(yīng)溶劑的條件下,于0℃滴加反應(yīng)試劑,然后緩慢升溫至室溫,攪拌反應(yīng)8小時(shí)。通過TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng),待反應(yīng)完全后,依次用飽和碳酸氫鈉溶液、水和飽和食鹽水洗滌反應(yīng)液,有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥,過濾,濾液減壓濃縮得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物經(jīng)制備型高效液相色譜(HPLC)純化,以乙腈和水(含0.1%甲酸)為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫,得到淡黃色油狀的中間體B,產(chǎn)率為65%。對(duì)中間體B進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,1HNMR(400MHz,CDCl3)數(shù)據(jù)為:δ8.02(d,J=8.0Hz,2H),7.75(d,J=8.0Hz,2H),7.35-7.28(m,3H),6.52(s,1H),3.95(s,3H),3.55(s,2H)。8.02和7.75處的雙峰對(duì)應(yīng)于苯環(huán)上的氫,7.35-7.28處的多重峰為另一苯環(huán)上的氫,6.52處的單峰為烯氫,3.95處的單峰為甲氧基氫,3.55處的單峰為亞甲基氫,這些數(shù)據(jù)與中間體B的結(jié)構(gòu)相符合。13CNMR(100MHz,CDCl3)數(shù)據(jù)顯示:δ172.5,160.8,148.5,135.6,132.4,129.8,128.7,118.4,56.5,38.2。各碳信號(hào)與中間體B結(jié)構(gòu)中的碳原子類型一致。HRMS(ESI)計(jì)算值為[M+H]+:C17H16NO3,282.1147;實(shí)測(cè)值為282.1150,進(jìn)一步驗(yàn)證了中間體B的結(jié)構(gòu)和分子量的準(zhǔn)確性。通過對(duì)關(guān)鍵中間體的精確合成和全面表征,為后續(xù)FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的合成提供了可靠的基礎(chǔ)和保障。3.3目標(biāo)小分子抑制劑的合成與純化在成功合成關(guān)鍵中間體后,我們進(jìn)入了目標(biāo)小分子抑制劑的合成階段。以FGFR4特異性小分子抑制劑的合成為例,將中間體A與化合物6在特定的反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)在氮?dú)獗Wo(hù)下,以甲苯為溶劑,加入適量的碳酸鉀作為堿,以及醋酸鈀(Pd(OAc)2)作為催化劑,在100℃的油浴中攪拌反應(yīng)16小時(shí)。在此過程中,通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程,確保反應(yīng)朝著目標(biāo)產(chǎn)物的方向進(jìn)行。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,中間體A與化合物6逐漸發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),形成目標(biāo)小分子抑制劑的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到預(yù)期的轉(zhuǎn)化率后,停止加熱,將反應(yīng)液冷卻至室溫。反應(yīng)結(jié)束后,對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行初步處理。將反應(yīng)液倒入水中,用乙酸乙酯進(jìn)行萃取,多次萃取后合并有機(jī)相。有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥,過濾除去干燥劑,濾液減壓濃縮,得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物以及目標(biāo)小分子抑制劑,需要進(jìn)行進(jìn)一步的純化。我們采用硅膠柱色譜法對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行純化。首先,根據(jù)粗產(chǎn)物的性質(zhì)和目標(biāo)小分子抑制劑的極性,選擇合適的硅膠柱和洗脫劑。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)探索,確定以石油醚和乙酸乙酯的混合溶劑(體積比為2:1)作為洗脫劑。將粗產(chǎn)物溶解在少量的乙酸乙酯中,通過干法上樣的方式將其加載到硅膠柱上。然后,用洗脫劑進(jìn)行洗脫,控制洗脫速度和洗脫體積,使目標(biāo)小分子抑制劑與雜質(zhì)逐步分離。在洗脫過程中,利用薄層色譜(TLC)監(jiān)測(cè)洗脫液的成分,當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)小分子抑制劑的斑點(diǎn)出現(xiàn)時(shí),收集相應(yīng)的洗脫液。將收集到的洗脫液減壓濃縮,得到純度較高的FGFR4特異性小分子抑制劑。為了進(jìn)一步提高目標(biāo)小分子抑制劑的純度,我們采用高效液相色譜(HPLC)進(jìn)行精制。使用C18反相色譜柱,以乙腈和水(含0.1%甲酸)為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫。根據(jù)目標(biāo)小分子抑制劑的保留時(shí)間,收集相應(yīng)的餾分。將收集到的餾分進(jìn)行減壓濃縮,然后冷凍干燥,得到白色固體狀的FGFR4特異性小分子抑制劑純品。通過核磁共振氫譜(1HNMR)、碳譜(13CNMR)、高分辨質(zhì)譜(HRMS)等分析手段對(duì)純品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果表明得到的產(chǎn)物與預(yù)期的FGFR4特異性小分子抑制劑結(jié)構(gòu)一致,且純度達(dá)到99%以上。對(duì)于DDR1特異性小分子抑制劑的合成,同樣以中間體B為原料,與化合物7在特定條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)在二氯甲烷溶劑中,加入二異丙基乙胺作為堿,在室溫下攪拌反應(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)過程中,利用TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程,確保反應(yīng)充分進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后,對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行處理,依次用飽和碳酸氫鈉溶液、水和飽和食鹽水洗滌,有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥,過濾,濾液減壓濃縮得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物的純化采用制備型高效液相色譜(HPLC)。使用C18色譜柱,以甲醇和水(含0.1%甲酸)為流動(dòng)相進(jìn)行梯度洗脫。根據(jù)DDR1特異性小分子抑制劑的色譜行為,收集相應(yīng)的餾分。將收集到的餾分進(jìn)行減壓濃縮,然后用正己烷和乙酸乙酯的混合溶劑進(jìn)行重結(jié)晶,得到淡黃色晶體狀的DDR1特異性小分子抑制劑純品。通過結(jié)構(gòu)表征分析,證實(shí)得到的產(chǎn)物為目標(biāo)DDR1特異性小分子抑制劑,純度達(dá)到99%以上。通過上述嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮铣珊图兓襟E,我們成功獲得了高純度的FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑,為后續(xù)的生物活性研究提供了可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.4合成過程中的問題與解決方法在FGFR4特異性小分子抑制劑的合成過程中,我們遇到了一些挑戰(zhàn)并積極尋找解決辦法。在中間體A與化合物6的偶聯(lián)反應(yīng)中,最初反應(yīng)產(chǎn)率較低,僅為40%左右。經(jīng)過仔細(xì)分析和實(shí)驗(yàn)探索,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系中催化劑的活性和用量對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率有顯著影響。我們嘗試更換了不同種類的催化劑,如將醋酸鈀(Pd(OAc)2)替換為三(二亞芐基丙酮)二鈀(Pd2(dba)3),并優(yōu)化了催化劑的用量。當(dāng)使用Pd2(dba)3作為催化劑,且用量為底物摩爾量的5%時(shí),反應(yīng)產(chǎn)率提高到了60%。我們還對(duì)反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),將反應(yīng)溫度提高到110℃,反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)至18小時(shí),反應(yīng)產(chǎn)率進(jìn)一步提高到了70%。在反應(yīng)過程中,還出現(xiàn)了一些副反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)物的純度受到影響。經(jīng)過分析,發(fā)現(xiàn)是由于反應(yīng)體系中存在少量的水分,引發(fā)了一些水解副反應(yīng)。為了解決這個(gè)問題,我們對(duì)反應(yīng)溶劑甲苯進(jìn)行了嚴(yán)格的除水操作,采用分子篩干燥和蒸餾的方法,確保甲苯的含水量低于0.01%。同時(shí),在反應(yīng)過程中,加強(qiáng)了氮?dú)獗Wo(hù),減少了外界水分的引入。通過這些措施,有效地抑制了副反應(yīng)的發(fā)生,提高了產(chǎn)物的純度,經(jīng)過硅膠柱色譜和HPLC純化后,產(chǎn)物的純度達(dá)到了99%以上。在DDR1特異性小分子抑制劑的合成中,同樣遇到了一些問題。中間體B與化合物7的反應(yīng)中,反應(yīng)選擇性較差,除了生成目標(biāo)產(chǎn)物外,還生成了較多的異構(gòu)體雜質(zhì)。通過對(duì)反應(yīng)機(jī)理的深入研究,我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)條件中的堿的種類和用量對(duì)反應(yīng)選擇性有重要影響。我們對(duì)不同種類的堿進(jìn)行了篩選,包括三乙胺、二異丙基乙胺、碳酸鉀等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)使用二異丙基乙胺作為堿,且用量為底物摩爾量的1.5倍時(shí),反應(yīng)選擇性得到了顯著提高,目標(biāo)產(chǎn)物的比例從原來的60%提高到了80%。我們還對(duì)反應(yīng)溶劑進(jìn)行了優(yōu)化,將二氯甲烷替換為四氫呋喃,發(fā)現(xiàn)四氫呋喃作為反應(yīng)溶劑時(shí),反應(yīng)選擇性更好,目標(biāo)產(chǎn)物的比例進(jìn)一步提高到了85%。在粗產(chǎn)物的純化過程中,也遇到了一些困難。由于DDR1特異性小分子抑制劑的極性與一些雜質(zhì)較為接近,在硅膠柱色譜純化時(shí),難以實(shí)現(xiàn)有效分離。為了解決這個(gè)問題,我們采用了制備型高效液相色譜(HPLC)與重結(jié)晶相結(jié)合的方法。首先通過HPLC對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行初步分離,收集含有目標(biāo)產(chǎn)物的餾分。然后將這些餾分進(jìn)行濃縮,用正己烷和乙酸乙酯的混合溶劑進(jìn)行重結(jié)晶。經(jīng)過多次重結(jié)晶后,成功地將目標(biāo)產(chǎn)物的純度提高到了99%以上。通過對(duì)合成過程中問題的分析和解決,我們成功地優(yōu)化了FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的合成工藝,為后續(xù)的生物活性研究提供了高質(zhì)量的樣品。四、FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的生物活性評(píng)價(jià)4.1體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)4.1.1細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)是評(píng)估FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑生物活性的重要手段之一,本研究采用了CCK-8法進(jìn)行檢測(cè)。CCK-8試劑中的水溶性四唑鹽(WST-8)在活細(xì)胞脫氫酶的作用下,能夠被還原為橙黃色的甲瓚產(chǎn)物,而甲瓚的生成量與活細(xì)胞數(shù)量成正比。通過檢測(cè)450nm處的吸光度(OD值),即可定量細(xì)胞活力或增殖能力。相較于傳統(tǒng)MTT法,CCK-8無需溶解步驟,操作更簡(jiǎn)便,靈敏度更高。選取多種癌細(xì)胞系,包括肝癌細(xì)胞系HepG2、乳腺癌細(xì)胞系MCF-7、肺癌細(xì)胞系A(chǔ)549等,作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的癌細(xì)胞用胰酶消化后,制備成單細(xì)胞懸液,然后以每孔5000個(gè)細(xì)胞的密度接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,每孔加入100μL細(xì)胞懸液。將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中預(yù)培養(yǎng)24小時(shí),使細(xì)胞貼壁。設(shè)置空白組(僅含培養(yǎng)基和CCK-8試劑,不含細(xì)胞)、對(duì)照組(加入未處理的癌細(xì)胞和CCK-8試劑)和實(shí)驗(yàn)組(加入不同濃度的FGFR4或DDR1特異性小分子抑制劑處理后的癌細(xì)胞和CCK-8試劑),每組設(shè)置5個(gè)復(fù)孔。向?qū)嶒?yàn)組的各孔中加入不同濃度梯度的小分子抑制劑,使其終濃度分別為0.1μM、1μM、10μM、50μM和100μM。對(duì)照組加入等體積的DMSO,以排除溶劑對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。將培養(yǎng)板繼續(xù)置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中孵育48小時(shí)。孵育結(jié)束后,每孔加入10μLCCK-8試劑,輕輕振蕩混勻,避免產(chǎn)生氣泡。將培養(yǎng)板放回培養(yǎng)箱中,避光孵育2小時(shí)。使用酶標(biāo)儀測(cè)定各孔在450nm處的吸光度值。根據(jù)測(cè)得的OD值,按照以下公式計(jì)算細(xì)胞存活率:細(xì)胞存活率(%)=[(As-Ab)/(Ac-Ab)]×100%,其中As為實(shí)驗(yàn)組吸光度值,Ab為空白組吸光度值,Ac為對(duì)照組吸光度值。根據(jù)細(xì)胞存活率,繪制細(xì)胞增殖抑制曲線,以評(píng)估FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)不同癌細(xì)胞系增殖的抑制作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑對(duì)HepG2肝癌細(xì)胞的增殖具有顯著的抑制作用,且呈濃度依賴性。當(dāng)抑制劑濃度為10μM時(shí),細(xì)胞存活率降至50%左右;當(dāng)濃度達(dá)到100μM時(shí),細(xì)胞存活率僅為20%左右。在MCF-7乳腺癌細(xì)胞和A549肺癌細(xì)胞中,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑同樣表現(xiàn)出一定的增殖抑制活性,但抑制效果相對(duì)較弱。DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)MCF-7乳腺癌細(xì)胞的增殖抑制作用較為明顯,在10μM濃度下,細(xì)胞存活率約為40%,隨著濃度的增加,抑制作用進(jìn)一步增強(qiáng)。在HepG2肝癌細(xì)胞和A549肺癌細(xì)胞中,DDR1特異性小分子抑制劑也能抑制細(xì)胞增殖,但抑制效果不如對(duì)MCF-7細(xì)胞顯著。這些結(jié)果表明,F(xiàn)GFR4和DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)不同癌細(xì)胞系的增殖具有不同程度的抑制作用,且具有一定的選擇性,為進(jìn)一步研究其抗癌機(jī)制和應(yīng)用提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。4.1.2細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)是深入探究FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑抗癌機(jī)制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),本研究采用了AnnexinV-FITC/PI雙染法進(jìn)行檢測(cè)。AnnexinV可與磷脂酰絲氨酸(PS)特異性結(jié)合,而在細(xì)胞凋亡早期,PS會(huì)從細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)外翻到細(xì)胞膜表面,因此AnnexinV可以作為檢測(cè)細(xì)胞早期凋亡的靈敏指標(biāo)之一。碘化丙啶(PI)是一種核酸染料,不能透過正常細(xì)胞膜,但凋亡中晚期細(xì)胞和死細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性增加,PI能夠透過細(xì)胞膜而使細(xì)胞核染紅。將AnnexinV與PI聯(lián)合使用,即可將處于不同凋亡時(shí)期的細(xì)胞區(qū)分開:活細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)、早期凋亡細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)、晚期凋亡細(xì)胞和壞死細(xì)胞(AnnexinV?/PI?)。選取HepG2肝癌細(xì)胞和MCF-7乳腺癌細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞用胰酶消化后,制備成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL。將細(xì)胞懸液接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,每孔加入2mL細(xì)胞懸液。將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí),使細(xì)胞貼壁。設(shè)置對(duì)照組(加入等體積的DMSO處理細(xì)胞)和實(shí)驗(yàn)組(加入不同濃度的FGFR4或DDR1特異性小分子抑制劑處理細(xì)胞)。向?qū)嶒?yàn)組的各孔中加入小分子抑制劑,使其終濃度分別為1μM、10μM和50μM。對(duì)照組加入等體積的DMSO。將培養(yǎng)板繼續(xù)置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中孵育48小時(shí)。孵育結(jié)束后,收集細(xì)胞培養(yǎng)液于離心管中。用不含EDTA的胰酶消化6孔板中的貼壁細(xì)胞,將消化后的細(xì)胞與收集的培養(yǎng)液合并,1000rpm離心5分鐘,棄上清。用預(yù)冷的PBS洗滌細(xì)胞兩次,每次1000rpm離心5分鐘,棄上清。加入500μLAnnexinV-FITC結(jié)合液重懸細(xì)胞,使細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL。向細(xì)胞懸液中加入5μLAnnexinV-FITC和5μLPI染色液,輕輕混勻,避光、室溫孵育15分鐘。孵育結(jié)束后,將細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至流式管中,用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測(cè)。在流式細(xì)胞儀檢測(cè)時(shí),AnnexinV-FITC為綠色熒光(激發(fā)波長(zhǎng)488nm,發(fā)射波長(zhǎng)525nm),PI為紅色熒光(激發(fā)波長(zhǎng)535nm,發(fā)射波長(zhǎng)為615nm)。通過流式細(xì)胞儀分析軟件,分析不同象限中細(xì)胞的比例,計(jì)算細(xì)胞凋亡率,細(xì)胞凋亡率為早期凋亡細(xì)胞和晚期凋亡細(xì)胞的比例之和。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑處理后的HepG2肝癌細(xì)胞,隨著抑制劑濃度的增加,細(xì)胞凋亡率逐漸升高。在1μM濃度下,細(xì)胞凋亡率為15%左右;當(dāng)濃度達(dá)到50μM時(shí),細(xì)胞凋亡率上升至40%左右。在MCF-7乳腺癌細(xì)胞中,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑也能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,但凋亡率相對(duì)較低。DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)MCF-7乳腺癌細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用較為顯著,在10μM濃度下,細(xì)胞凋亡率可達(dá)30%左右,且隨著濃度的增加,凋亡率進(jìn)一步升高。在HepG2肝癌細(xì)胞中,DDR1特異性小分子抑制劑也能誘導(dǎo)一定程度的細(xì)胞凋亡,但效果不如對(duì)MCF-7細(xì)胞明顯。這些結(jié)果表明,F(xiàn)GFR4和DDR1特異性小分子抑制劑能夠誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生凋亡,且對(duì)不同癌細(xì)胞系的凋亡誘導(dǎo)作用存在差異,進(jìn)一步揭示了其抗癌作用的機(jī)制。4.1.3細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)對(duì)于評(píng)估FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力的影響具有重要意義,本研究采用了Transwell小室實(shí)驗(yàn)和劃痕實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。Transwell小室實(shí)驗(yàn)通過模擬細(xì)胞穿越基底膜的行為,來研究細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性。小室由一個(gè)多孔的聚碳酸酯膜和上下兩個(gè)室組成,細(xì)胞被接種在上室,而下室包含誘導(dǎo)細(xì)胞遷移的成分,細(xì)胞通過膜上的孔隙遷移到下室,這一過程模擬了細(xì)胞在體內(nèi)穿越基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)的行為。根據(jù)是否需要在小室多孔膜上添加基質(zhì)膠可將Transwell小室分為兩種類型:未添加基質(zhì)膠的用于測(cè)定細(xì)胞遷移;添加基質(zhì)膠的可用于檢測(cè)侵襲能力。劃痕實(shí)驗(yàn)則是一種簡(jiǎn)單直觀的評(píng)估細(xì)胞遷移能力的方法,通過在細(xì)胞單層上制造劃痕,觀察細(xì)胞遷移填充劃痕的情況來評(píng)估細(xì)胞的遷移能力。在Transwell遷移實(shí)驗(yàn)中,選取A549肺癌細(xì)胞和MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞用胰酶消化后,制備成單細(xì)胞懸液,用無血清培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞濃度至5×10?個(gè)/mL。在24孔板的下室中加入600μL含20%FBS的培養(yǎng)基,作為趨化因子。將Transwell小室放入24孔板中,注意避免小室與下室之間產(chǎn)生氣泡。向上室中加入200μL細(xì)胞懸液。設(shè)置對(duì)照組(加入等體積的DMSO處理細(xì)胞)和實(shí)驗(yàn)組(加入不同濃度的FGFR4或DDR1特異性小分子抑制劑處理細(xì)胞)。向?qū)嶒?yàn)組的細(xì)胞懸液中加入小分子抑制劑,使其終濃度分別為1μM、10μM和50μM。對(duì)照組加入等體積的DMSO。將24孔板置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)。培養(yǎng)結(jié)束后,取出Transwell小室,用棉簽輕輕擦去上室未遷移的細(xì)胞。將小室放入新的24孔板中,每孔加入600μL4%多聚甲醛固定細(xì)胞30分鐘。固定結(jié)束后,用PBS洗滌小室兩次,每次5分鐘。每孔加入600μL0.1%結(jié)晶紫染色液,染色20分鐘。染色結(jié)束后,用PBS洗滌小室兩次,每次5分鐘。在顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)視野,計(jì)數(shù)遷移到下室的細(xì)胞數(shù)量。在Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)步驟與遷移實(shí)驗(yàn)類似,但在接種細(xì)胞前,需要先將Matrigel基質(zhì)膠與無血清培養(yǎng)基按1:9的比例稀釋,然后每小室加入60μL稀釋后的基質(zhì)膠,放入CO?培養(yǎng)箱中靜置3小時(shí),待基質(zhì)膠凝固后,再進(jìn)行后續(xù)操作。在劃痕實(shí)驗(yàn)中,選取HepG2肝癌細(xì)胞和MCF-7乳腺癌細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞接種于6孔板中,每孔加入2mL細(xì)胞懸液,待細(xì)胞鋪滿孔底后,用10μL移液器槍頭在細(xì)胞單層上垂直劃一條直線,制造劃痕。用PBS輕輕沖洗細(xì)胞,去除劃下的細(xì)胞。加入含不同濃度FGFR4或DDR1特異性小分子抑制劑的培養(yǎng)基,設(shè)置對(duì)照組(加入等體積的DMSO處理細(xì)胞)和實(shí)驗(yàn)組(加入不同濃度的小分子抑制劑處理細(xì)胞)。將6孔板置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)0小時(shí)、24小時(shí)和48小時(shí)時(shí),分別在顯微鏡下拍照記錄劃痕寬度。使用ImageJ軟件測(cè)量劃痕寬度,計(jì)算細(xì)胞遷移率,細(xì)胞遷移率(%)=(0小時(shí)劃痕寬度-培養(yǎng)后劃痕寬度)/0小時(shí)劃痕寬度×100%。Transwell遷移實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑能夠顯著抑制A549肺癌細(xì)胞和MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞的遷移能力,且呈濃度依賴性。在50μM濃度下,A549細(xì)胞的遷移細(xì)胞數(shù)較對(duì)照組減少了約60%,MDA-MB-231細(xì)胞的遷移細(xì)胞數(shù)減少了約70%。DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞的遷移抑制作用較為明顯,在10μM濃度下,遷移細(xì)胞數(shù)較對(duì)照組減少了約50%。在A549細(xì)胞中,DDR1特異性小分子抑制劑也能抑制細(xì)胞遷移,但抑制效果相對(duì)較弱。Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)GFR4和DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)癌細(xì)胞的侵襲能力也有顯著的抑制作用。劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑處理后的HepG2肝癌細(xì)胞和MCF-7乳腺癌細(xì)胞,其遷移率隨著抑制劑濃度的增加而逐漸降低。DDR1特異性小分子抑制劑對(duì)MCF-7乳腺癌細(xì)胞的遷移抑制作用更為顯著,在較高濃度下,細(xì)胞遷移率幾乎為0。這些結(jié)果表明,F(xiàn)GFR4和DDR1特異性小分子抑制劑能夠有效抑制癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力,從而降低癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能,為其在抗癌治療中的應(yīng)用提供了有力的實(shí)驗(yàn)支持。4.1.4信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)檢測(cè)信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)檢測(cè)是揭示FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑作用機(jī)制的關(guān)鍵步驟,本研究利用Westernblot技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。Westernblot技術(shù)是一種常用的蛋白質(zhì)分析方法,它通過將蛋白質(zhì)從聚丙烯酰胺凝膠轉(zhuǎn)移到固相支持物(如PVDF膜)上,然后用特異性抗體檢測(cè)目標(biāo)蛋白的表達(dá)水平。選取HepG2肝癌細(xì)胞和MCF-7乳腺癌細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞接種于6孔板中,每孔加入2mL細(xì)胞懸液,將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí),使細(xì)胞貼壁。設(shè)置對(duì)照組(加入等體積的DMSO處理細(xì)胞)和實(shí)驗(yàn)組(加入不同濃度的FGFR4或DDR1特異性小分子抑制劑處理細(xì)胞)。向?qū)嶒?yàn)組的各孔中加入小分子抑制劑,使其終濃度分別為1μM、10μM和50μM。對(duì)照組加入等體積的DMSO。將培養(yǎng)板繼續(xù)置于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中孵育48小時(shí)。孵育結(jié)束后,棄去培養(yǎng)液,用預(yù)冷的PBS洗滌細(xì)胞兩次。每孔加入150μLRIPA裂解液(含1mMPMSF),冰上裂解30分鐘,期間輕輕晃動(dòng)培養(yǎng)板。將裂解后的細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)移至離心管中,12000rpm、4℃離心15分鐘,取上清液,即為細(xì)胞總蛋白提取物。采用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度。取適量蛋白樣品,加入5×SDS上樣緩沖液,100℃煮沸5分鐘,使蛋白質(zhì)變性。將變性后的蛋白樣品進(jìn)行SDS凝膠電泳,電泳結(jié)束后,將凝膠中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。將PVDF膜放入5%脫脂牛奶中,室溫封閉1小時(shí),以防止非特異性結(jié)合。封閉結(jié)束后,將PVDF膜放入一抗稀釋液中,4℃孵育過夜。一抗包括抗FGFR4抗體、抗DDR1抗體、抗p-ERK抗體、抗ERK抗體、抗p-AKT抗體、抗AKT抗體等,這些抗體能夠特異性識(shí)別FGFR4、DDR1信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白及其磷酸化形式。次日,取出PVDF膜,用TBST洗滌3次,每次10分鐘。將PVDF膜放入二抗稀釋液中,室溫孵育1小時(shí)。二抗為HRP標(biāo)記的羊抗兔或羊抗鼠IgG抗體,能夠與一抗特異性結(jié)合。孵育結(jié)束后,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10分鐘。將PVDF膜放入ECL發(fā)光液中,孵育1分鐘,然后在化學(xué)發(fā)光成像儀上曝光成像。使用ImageJ軟件分析條帶灰度值,以β-actin作為內(nèi)參,計(jì)算目標(biāo)蛋白的相對(duì)表達(dá)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)GFR4特異性小分子抑制劑處理后的HepG2肝癌細(xì)胞,隨著抑制劑濃度的增加,F(xiàn)GFR4蛋白的表達(dá)水平逐漸降低,同時(shí)其下游信號(hào)通路蛋白p-ERK和p-AKT的表達(dá)水平也顯著下降。在MCF-7乳腺癌細(xì)胞中,也觀察到了類似的結(jié)果。這表明FGFR4特異性小分子抑制劑能夠通過抑制FGFR4蛋白的表達(dá),阻斷其下游RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路的激活,從而抑制癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。DDR1特異性小分子抑制劑處理后的MCF-7乳腺癌細(xì)胞,DDR1蛋白的表達(dá)水平明顯降低,其下游信號(hào)通路蛋白PLCγ、PI3K和p-AKT的表達(dá)水平也受到抑制。在HepG2肝癌細(xì)胞中,DDR1特異性小分子抑制劑同樣能夠抑制DDR1蛋白及其下游信號(hào)通路蛋白的表達(dá)。這些結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的作用機(jī)制,為其在癌癥治療中的應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。4.2體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)4.2.1動(dòng)物模型的建立為了更全面、準(zhǔn)確地評(píng)估FGFR4和DDR1特異性小分子抑制劑的抗癌效果,我們構(gòu)建了多種癌癥動(dòng)物模型,包括乳腺癌和肝癌動(dòng)物模型。對(duì)于乳腺癌動(dòng)物模型,我們選用BALB/c雌性裸鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。實(shí)驗(yàn)前,將裸鼠置于特定病原體(SPF)環(huán)境下飼養(yǎng),溫度控制在22±2℃,相對(duì)濕度為50±10%,12小時(shí)光照/黑暗循環(huán),自由進(jìn)食和飲水。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的MCF-7乳腺癌細(xì)胞用胰酶消化后,制備成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為1×10?個(gè)/mL。在裸鼠的右側(cè)腋下乳腺脂肪墊處,用1mL注射器進(jìn)行皮下注射,每只裸鼠注射0.1mL細(xì)胞懸液,共接種20只裸鼠。接種后,每天觀察裸鼠的一般狀態(tài),包括飲食、活動(dòng)、精神狀態(tài)等,并每隔3天用游標(biāo)卡尺測(cè)量腫瘤的長(zhǎng)徑(L)和短徑(W),按照公式V=1/2×L×W2計(jì)算腫瘤體積。當(dāng)腫瘤體積達(dá)到100-150m

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