一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种靶向PD‑L1基因的小分子抑制剂及其应用，本发明专利技术靶向PD‑L1基因的小分子抑制剂为吡咯‑咪唑聚酰胺类化合物，其可以竞争性结合PD‑L1基因的启动子区域中STAT3蛋白的结合序列，影响PD‑L1基因的转录和翻译。本发明专利技术的聚酰胺1和聚酰胺2具有较好的抗肿瘤活性，通过免疫和非免疫途径最终导致肿瘤细胞凋亡。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂及其应用
本专利技术涉及一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂及其应用。
技术介绍
在20世纪，当人们研究纺锤霉素和偏端霉素时，他们发现一类小分子化合物可以特异性地识别DNA分子并在双链DNA分子的小沟处结合。受这两种小分子化合物的启发，加州理工学院的PerterDervan研究团队首先设计并合成了由氨基酸、N-甲基吡咯(Py)和N-甲基咪唑(Im)五元芳环通过酰胺键连接而成的分子，通称：吡咯-咪唑聚酰胺(Py-Impolyamide)。它们可以特异性识别DNA碱基序列并结合，具有良好的细胞膜通透性。PerterDervan研究小组揭示了吡咯-咪唑聚酰胺识别DNA序列的具体规则，即Im/Py和Py/Im对识别G·C和C·G碱基，而Py/Py对识别T·A或A·T碱基。随后本实验室张文等报道了(S)-β-羟基-γ-氨基丁酸/β-丙氨酸配对可以区别T·A或A·T碱基。最新的研究发现，Fukuda团队首次报道了吡咯-咪唑聚酰胺可以靶向TGF-β1启动子并有效缓解进行性肾病。此外，Fukuda和Sugiyama的研究团队与一家日本制药公司合作进行临床研究：聚酰胺靶向TGF-β1基因治疗伤口瘢痕修复，并预测聚酰胺将用于临床治疗的基因靶向药物。肿瘤免疫治疗是指通过调节机体免疫系统来抑制和杀死肿瘤细胞，2013年被Science杂志列为年度“十大科学突破榜首”。肿瘤通过调节T淋巴细胞功能的抑制途径来逃避抗肿瘤免疫，称为免疫检查点。程序性死亡受体-1(PD-1)及其配体PD-L1是免疫治疗中最有希望的免疫检查点。PD-1(也称为CD279)是I型跨膜受体在T细胞，B细胞，单核细胞，自然杀伤T细胞和树突细胞的细胞表面表达。PD-L1经常在不同类型肿瘤的表面上过表达，包括淋巴瘤，黑色素瘤，肺癌，卵巢癌，肾肿瘤和膀胱癌等。在肿瘤细胞中，PD-1与PD-L1结合会抑制T淋巴细胞的增殖，细胞因子的释放，其导致肿瘤特异性T细胞的衰竭和凋亡，从而为癌细胞提供避免免疫应答的机会。所以阻断PD-1/PD-L1相互作用可以恢复T细胞的活力，并且可以有效杀死癌细胞。这种方法的实用性已在临床实验中得到证实，并且近年来取得了巨大的成功。美国食品和药物管理局(FDA)已经批准了两种抗PD-1抗体：Nivolumab(BMS)用于晚期鳞状非小细胞肺癌和Pembrolizumab(Merck)用于晚期非小细胞肺癌和黑色素瘤等，以及三种抗PD-L1抗体，Atezolizumab(Genentech/Roche)用于晚期膀胱癌，Durvalumab(AstraZeneca)用于晚期膀胱癌和Avelumab(EMDSerono，Inc)用于皮肤癌以及晚期膀胱癌；中国企业也先后开发上市5种PD-(L)1抗体，这些抗体的应用为患有癌症的患者提供了治愈的希望。但这些抗体也存在一些目前还无法解决的问题，比如：对患者差异性应答明显、总体应答率不足30％，抗体的免疫原性，只能注射难于口服，保存、运输困难及成本较高等。基于肿瘤在全世界范围的发病率和死亡率以及抗体免疫疗法面临问题，专利技术小分子免疫抗肿瘤药物势在必行。由于小分子抑制剂与抗体相比，具有以下几个优点，即：降低生产成本，提高稳定性，改善肿瘤渗透性，口服给药的顺利性和消除免疫原性问题。因此开发直接靶向PD-1/PD-L1的小分子抑制剂更具有潜力和收益。然而，PD-L1小分子抑制剂的研发远远滞后于抗体，还没有一个上市的药物。主要是因为之前PD-1/PD-L1复合物的晶体结构信息不完整，以及PD-1/PD-L1相互作用表面高度疏水且相对平整。目前Bristol-MyersSquibb(BMS)专利报道他们设计的小分子化合物被证明可以阻断PD-1/PD-L1的相互作用。这类化合物在体外作用于PD-L1，并诱导形成二聚体，阻止了与PD-1结合形成复合物来发挥作用，避免免疫逃逸。其他对于这个靶点研究的小分子化合物近来也有少量报道，但还没有应用于临床中，所以，专利技术小分子PD-L1基因的抑制剂充满希望又具有巨大挑战性。通过以上对本专利技术相关的背景资料的检索分析发现：聚酰胺具有被开发为一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂的巨大潜力。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂及其应用。所述的一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂，其特征在于所述靶向PD-L1基因的小分子抑制剂为吡咯-咪唑聚酰胺类化合物，其结构式如聚酰胺1、聚酰胺2中的任意一种所示，本申请中采用错配聚酰胺为阴性对照：其中，●：N-甲基咪唑残基；○：N-甲基吡咯残基；β表示β-丙氨酸残基；(表示γ-氨基酸残基；Ac表示乙酰基；Dp表示N,N-二甲氨基丙二胺残基。所述的靶向PD-L1基因的小分子抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用。所述的靶向PD-L1基因的小分子抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于所述小分子抑制剂用于制备以PD-L1基因为靶标的抗肿瘤药物。进一步地，所述聚酰胺1、聚酰胺2分别与靶向PD-L1基因的启动子区DNA序列结合模式如下图1中所示。结合图1中可以看出，聚酰胺1、聚酰胺2等小分子抑制剂可以通过如图1中所示的结合模式来制备治疗非小细胞肺癌或乳腺癌的抗肿瘤药物。另外，本专利技术的小分子抑制剂，通过靶向调节PD-L1基因表达、通过免疫和非免疫途径抗肿瘤的过程示意图如图2所示。相对于现有技术，本专利技术取得的有益效果是：本专利技术自主设计并合成了吡咯-咪唑聚酰胺类化合物作为小分子抑制剂，首次通过识别配对的方式竞争性结合PD-L1基因的启动子区域中STAT3蛋白的结合序列，下调PD-L1基因的转录和翻译水平。从而，促进细胞因子白介素-2的分泌，增强T细胞介导的杀伤作用，在一定程度上抑制肿瘤免疫逃逸，这是通过免疫途径起到抗肿瘤的作用。另一方面，本专利技术设计的吡咯-咪唑聚酰胺类化合物对肿瘤细胞单独产生直接的毒性作用，抑制Akt/Caspase-3蛋白的表达，抑制细胞迁移，最终引起肿瘤细胞凋亡，这是通过非免疫途径聚酰胺起到抗肿瘤作用。通过实验，本专利技术设计的吡咯-咪唑聚酰胺类化合物具有较好的抗肿瘤性能。附图说明图1为本专利技术的聚酰胺与靶标PD-L1基因启动子区DNA序列作用模式示意图；图2为本专利技术的聚酰胺通过靶向调节PD-L1基因表达、通过免疫和非免疫途径抗肿瘤的过程示意图；图3为制备聚酰胺1和2、错配聚酰胺所使用的单体或二聚体；图4为本专利技术的聚酰胺1和2与PD-L1启动子区域匹配的双链-DNA序列选择性相互作用图；图5为本专利技术的聚酰胺与STAT3蛋白竞争性结合实验结果图；图6为本专利技术的聚酰胺与PD-L1双链DNA的分子模拟结合示意图；图7中A、B分别为本专利技术的聚酰胺对HCC827细胞和MDA-MB-231细胞中PD-L1mRNA表达水平的抑制图；图8中A、B分别为本专利技术的聚酰胺对HCC827细胞和MDA-MB-231细胞中PD-L1蛋白表达水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂，其特征在于所述靶向PD-L1基因的小分子抑制剂为吡咯-咪唑聚酰胺类化合物，其结构式如聚酰胺1、聚酰胺2中的任意一种所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种靶向PD-L1基因的小分子抑制剂，其特征在于所述靶向PD-L1基因的小分子抑制剂为吡咯-咪唑聚酰胺类化合物，其结构式如聚酰胺1、聚酰胺2中的任意一种所示：



其中，●：N-甲基咪唑残基；○：N-甲基吡咯残基；
β表示β-丙氨酸残基；(表示γ-氨基酸残基；
Ac表示乙酰基；Dp表示N,N-二甲氨基丙二胺残基。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，吴艳玲，杉山弘，周康，毛慧娟，王明，
申请(专利权)人：杭州庆正鸿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33