靶向TCPTP的小分子抑制剂的药物应用制造技术

本发明专利技术属于生物医药技术领域，具体涉及结构式如下的靶向TCPTP的小分子抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用。本发明专利技术根据TCPTP代表性构象对小分子化合物库进行了基于分子对接的虚拟筛选，通过细胞实验和体外酶活性实验，筛选得到。其可以靶向TCPTP抑制食管鳞癌的增殖、克隆形成和迁移，且毒性小，可以开发应用于制备抗食管癌药物。应用于制备抗食管癌药物。应用于制备抗食管癌药物。

【技术实现步骤摘要】
靶向TCPTP的小分子抑制剂的药物应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及靶向TCPTP的小分子抑制剂在抗肿瘤药物中的应用。

技术介绍

[0002]食管癌是一种严重威胁人类健康的恶性肿瘤，且预后较差。根据食管癌的组织类型，主要分为食管鳞状细胞癌(Esophageal squamous cell Carcinoma,ESCC)和食管腺癌(Esophageal adenocarcinoma,EAC)。
[0003]T细胞蛋白酪氨酸磷酸酶(T cell protein tyrosine phosphatase,TCPTP)是由蛋白酪氨酸磷酸酶非受体2型(protein tyrosine phosphatase non
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receptor type 2,PTPN2)基因编码的一种细胞内蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatase,PTPs)，在全身各种组织细胞的各个时期都有表达。目前有研究发现TCPTP在多种肿瘤细胞中高表达，而敲低或敲除TCPTP能够抑制肿瘤的发生和发展。专利技术人的前期研究结果也表明TCPTP在食管鳞癌细胞(Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中高表达，TCPTP表达降低后能明显抑制食管鳞癌细胞的增殖。这些研究表明TCPTP过表达与肿瘤的发生发展密切相关。因此，TCPTP是一个重要的药物靶标，寻找TCPTP抑制剂是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于筛选活性效果好的靶向TCPTP的小分子抑制剂，将其应用于抗食管癌药物中，通过靶向TCPTP对抑制食管鳞癌的增殖、克隆形成能力和迁移进行证实。
[0005]为实现本专利技术目的，本专利技术技术方案如下：
[0006]基于分子对接的虚拟筛选(Virtual Screening,VS)是将目标蛋白与小分子化合物库之间进行分子对接，根据对接打分和结合模式，可以快速从小分子化合物库中筛选出可能抑制目标蛋白的活性化合物，很大程度上减少实验筛选的化合物数量，缩短实验周期，降低药物研发成本，同时提高活性化合物发现效率。专利技术人前期通过长时间尺度的分子动力学模拟和聚类分析，得到了TCPTP与抑制剂结合的代表性构象。在此基础上，根据TCPTP代表性构象对小分子化合物库进行了基于分子对接的虚拟筛选，得到了一些对接打分高且结合模式较好的化合物，然后进行细胞实验和体外酶活性实验，最终得到两个新型的TCPTP抑制剂，即COH29和没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)。
[0007]其化学结构式如下：
[0008][0009]本专利技术提供了小分子抑制剂COH29，GCG在抑制食管鳞癌增殖、克隆形成能力和迁移的应用。选取TCPTP高表达的KYSE30和KYSE450为食管鳞癌细胞代表。通过细胞毒性实验检测COH29、GCG对食管鳞癌细胞以及正常食管上皮细胞(HET
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1A)的毒性作用，实验结果表明，COH29、GCG对正常食管上皮细胞没有明显的毒性，具有一定的安全性，但是其对KYSE30和KYSE450具有明显的毒性作用。当COH29作用于食管鳞癌细胞系48h时，对食管鳞癌细胞KYSE30和KYSE450的IC50值分别为16.375μM，11.915μM。而GCG作用于食管鳞癌细胞系48h时，对食管鳞癌细胞KYSE30和KYSE450的IC50值分别为38.724μM，24.161μM。结果表明，随着COH29和GCG浓度的增加，对食管鳞癌细胞的增殖能力抑制越明显。我们根据细胞毒性实验计算出的IC50值，选取不同浓度的COH29和GCG作用于食管鳞癌细胞，分别处理细胞0h、24h、48h、72h和96h，在不同时间点通过CCK8检测食管鳞癌细胞在450nm处的吸光值。实验结果表明：COH29和GCG以浓度和时间依赖的方式抑制食管鳞癌细胞的增殖。同时利用平板克隆实验检测COH29、GCG对食管鳞癌细胞克隆形成能力的影响，结果显示：COH29、GCG以剂量依赖性的方式抑制食管鳞癌细胞的克隆形成、克隆大小和数目。此外，细胞划痕实验检测COH29、GCG对食管鳞癌细胞迁移的影响。实验结果表明，与对照组相比，经COH29和GCG处理后，食管鳞癌细胞的迁移能力明显受到抑制。并通过酶动力学实验得出，COH29属于混合性抑制剂，GCG属于非竞争性别构抑制剂。由于COH29对细胞增殖抑制效果明显，且与TCPTP结合位点的多样性，因此，选取COH29进行接下来的实验。通过分子对接和分子动力学(MD)模拟得到了COH29与TCPTP的代表性构象，同时，模拟结果显示COH29分别与TCPTP底物位点结合和别构位点结合。随后对模拟过程中的轨迹进行RMSD(均方根偏差)分析，可看到这两种复合物结构在动力学模拟过程中结构变化不大，其RMSD值基本保持稳定，COH29与TCPTP关键氢键距离也保持稳定。在MD模拟之后整个体系达到稳定状态，模拟的结果比较准确。COH29结合在TCPTP底物位点时，与底物位点的Ala218、Ile220、Val51、Met256、Phe186形成疏水相互作用，与Gly221、Asp182和Lys38侧链形成氢键，具有较强的相互作用力。而COH29结合在TCPTP别构位点时，与带正电的Lys198、Lys286、Lys276和带负电的Glu201、Glu287形成静电相互作用，同时与Phe197形成π
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π相互作用，与Lys276、Glu201和Asn194侧链形成氢键。这些氢键、范德华力、疏水作用力、静电作用等都使蛋白与小分子的结合更为牢固。
[0010]本专利技术进一步提供了COH29在体内对食管鳞癌细胞增殖能力的影响。以动物实验构建人源肿瘤细胞系异种移植(CDX)实验，用食管鳞癌细胞KYSE30、KYSE450分别接种于重度免疫缺陷鼠SCID/CB17小鼠皮下，待肿瘤长至100～200mm3时，根据肿瘤的大小对其进行
分组：对照组(n＝6)、COH29低剂量组50mg/kg(n＝6)和COH29高剂量组100mg/kg(n＝6)，随后进行灌胃给药，并记录小鼠体重和肿瘤体积。结果表明：KYSE30和KYSE450中，与对照组相比，50mg/kg和100mg/kg显著抑制食管鳞癌的生长，同时瘤体积和瘤重也明显下降。接种KYSE30的小鼠经COH29给药处理后，50mg/kg组和100mg/kg组的肿瘤抑制率分别为46.13％、74.72％；接种KYSE450的小鼠经COH29给药处理后，50mg/kg组和100mg/kg组的肿瘤抑制率分别为57.19％、71.65％。结果说明，COH29在体内抑制食管鳞癌细胞的生长，并且高剂量组(100mg/kg)的抑制效果更好，通过体内外的研究表明COH29可以抑制食管鳞癌细胞的进展。
[0011]本专利技术优点在于：筛选出活性效果好的靶向TCPTP的小分子抑制，通过靶向TCPTP抑制食管鳞癌的增殖、克隆形成和迁移，证实其毒性小，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分子结构式如下的靶向分子抑制剂在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于，作为活性成分，将其应用于制备治疗食管癌药物，2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔艳，史亚倩，陈新焕，魏东辉，李鑫，江亚南，杨山霄，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：