胃癌(GastricPF-02341066供应商 cancer,GC)在全球范围内仍是发病率第五和死亡率第三的恶性肿瘤。目前,晚期胃癌的一二线治疗药物主要包括多种化疗药物联用,靶向药物曲妥珠单抗(Trastuzumab)和雷莫芦单抗(Ramucirumab)以及免疫治疗药物派姆单抗(Pembrolizumab),暂无靶向小分子药物获得批准。值得注意的是,这些批准药物的有效性仍然十分有限,其延长晚期胃癌患者Nirmatrelvir使用方法总体生存期仅为一年左右。因此,开发更加有效的胃癌治疗策略迫在眉睫。信号转导及转录激活蛋白3(STAT3)是一类重要转录调控因子,其异常激活常与多种癌症的发生发展密切相关。研究表明,STAT3的激活主要涉及两个氨基酸残基Tyr~(705)和Ser~(727)的磷酸化,两者在肿瘤细胞中发挥不同的生物学功能,Tyr~(705)磷酸化主要介导STAT3的核转录功能,而Ser~(727periprosthetic infection)磷酸化主要介导STAT3的线粒体氧化磷酸化功能。在胃癌细胞中,Tyr~(705)和Ser~(727)磷酸化的STAT3常被发现异常高表达并持续激活,其共同促进胃癌的进展且均与胃癌患者的不良预后密切相关。目前,已有少量STAT3抑制剂进入临床试验用于不同癌症治疗的研究,但这些抑制剂仍存在体内抗肿瘤效果不足、成药性较差以及安全性不够等问题。更重要的是,大部分报道的STAT3抑制剂只能抑制STAT3的Tyr~(705)单位点磷酸化,而不能抑制STAT3的另一个氨基酸残基Ser~(727)的磷酸化。鉴于STAT3双位点磷酸化在胃癌进展中的重要作用,我们提出开发新型高效的STAT3双磷酸化位点抑制剂可能成为潜在有效的胃癌治疗策略。本论文中,我们基于Tyr~(705)和Ser~(727)磷酸化介导STAT3不同的生物学功能,构建了相应的筛选体系,并通过筛选内部化合物库发现了具有低微摩尔抑制活性的三芳香杂环苗头化合物1a。为了进一步提升化合物1a的抑制活性,我们结合计算机药物辅助设计(CADD)的药物设计策略对其哌嗪环上的甲基取代、哌嗪环上的2,3号位、三芳香杂环中的对三氟甲基苯环、1,2,4-噁二唑环、吡啶环进行系统的结构优化与构效关系研究,最终确定活性最优的候选化合物5j。化合物5j以高亲和力和选择性地结合到STAT3的SH2结构域(K_D为111.4 n M),从而导致Tyr~(705)和Ser~(727)的磷酸化以及其分别介导的STAT3核转录和线粒体氧化磷酸化功能的显著抑制。体外抗肿瘤活性研究显示,化合物5j在低纳摩尔水平选择性地抑制STAT3依赖性胃癌细胞的增殖和克隆形成并促进胃癌细胞的凋亡,而对sh STAT3的胃癌细胞以及低表达STAT3磷酸化的正常细胞的增殖无显著影响,表明STAT3是5j发挥抗肿瘤活性的主要靶点。在体内,化合物5j具有较优的口服生物利用度(F=54.4%)和药物代谢稳定性(t_(1/2,po)=16.0 h),其抑制STAT3双位点磷酸化从而显著抑制MKN45异种模型的增殖,效果显著优于临床上的STAT3抑制剂BBI608,且未表现出明显的毒副作用。综上,我们基于对苗头化合物1a的结构改造、合成以及构效关系研究,发现可口服、毒副作用小且具有低纳摩尔抑制活性和较优药代动力学性质的新型STAT3双磷酸化位点抑制剂5j,其在体内外均可显著抑制STAT3依赖性胃癌细胞的增殖,且活性明显优于阳性化合物BBI608。因此,STAT3双磷酸化位点抑制剂5j作为潜在的胃癌治疗药物具有良好的开发前景。