浅析化合物筛选在抗肿瘤药物研发上的作用

恶性肿瘤对人类健康危害极大,人们也在一直不断地研究和开发新的药物以有效地抑制恶性肿瘤的生长,其中抗肿瘤化合物的筛选是整个研究过程中的关键环节。化合物筛选指的是从大量化合物或者新化合物中选择对某一特定作用靶点具有较高活性的化合物的过程。目前已经有多种技术可以用于抗肿瘤化合物的筛选。

通过化合物筛选技术来筛选具有抗肿瘤活性的化合物,主要是利用体外肿瘤细胞株如肝癌、肺腺癌、结肠癌等来检测化合物对细胞生存的抑制作用,具有成本低、检测迅速和适合高通量的优势。根据抗肿瘤特异靶点可以建立药物筛选模型,可以帮助从众多化合物中获得高特异性、针对性强、低毒副作用的抗肿瘤化合物提供重要线索。如有研究者通过化合物筛选技术来筛选诱导胃癌细胞衰老的含氮化合物,还有研究者通过化合物筛选技术筛选了靶向PRMT5先导化合物。

1、化合物筛选技术可以筛选诱导胃癌细胞衰老的含氮化合物

有研究者主要通过筛选和鉴定诱导细胞衰老的新型小分子化合物,达到治疗胃癌的效果,并为抗肿瘤药物研发与合成提供理论依据[1]。研究者通过MTT实验筛选出能够明显抑制胃癌细胞增殖的化合物,并验证抑制胃癌细胞增殖的效果。随后,使用流式细胞术研究化合物对胃癌细胞周期和凋亡的影响。

首先,研究者通过X-β-Gal染色实验检测胞内β-半乳糖苷酶活性,BrdU掺入实验检测DNA合成情况以及DAPI染色和免疫荧光实验检测核内异染色质结构的改变,研究了化合物诱导的细胞衰老特征。随后,通过Western blot实验检测了相关信号通路上蛋白的水平的变化,解析了化合物的作用机制。最后,通过皮下成瘤小鼠验证筛选出来的化合物在体内的抗肿瘤活性,苏木素-伊红染色和免疫组织化学检测肿瘤组织病理学特征以及相关蛋白水平的表达情况。裸鼠成瘤实验是肿瘤研究中常规的动物实验,美迪西药理学服务为客户提供裸鼠成瘤、裸鼠皮下成瘤等试验。

研究者通过化合物筛选技术可以筛选出能够抑制肿瘤细胞增殖的化合物。在该研究中,研究者首先从48种化合物中筛选出的一种能明显抑制胃癌细胞增殖的化合物——45-二苯基-2-吡啶甲酸甲酯(45-diphenyl-2-methyl picolinateDMP)。该化合物能够抑制体外培养的MKN-28MKN-45胃癌细胞的增殖,主要通过激活p53/p21信号通路诱导了胃癌细胞的衰老,并且在体内表现出良好的抑制肿瘤生长的效果,同时对小鼠的生长与器官并没有明显的毒性作用。

2、化合物筛选技术可以筛选靶向PRMT5先导化合物

PRMT5的高表达和多种肿瘤如胃癌、生殖细胞癌和肺癌等的发生相关,通过化合物筛选可以筛选可能作用于PRMT5蛋白的化合物,并可以进一步检测其抗肿瘤作用。研究者以PRMT5蛋白为靶标,通过虚拟筛选技术挑选并购买得到101种化合物样品;以MTS法筛选所有化合物对人慢性粒细胞白血病K562细胞生长的抑制作用并计算IC50值;以化合物处理K562细胞48 h,收集细胞提取全蛋白,使用蛋白质印迹技术检测PRMT5下游甲基化蛋白H4RSDM的变化[2]

结果以MTS法测试101种化合物,发现对K562细胞生长具有明显抑制作用的化合物共20(其中8个化合物IC50<30μmol);蛋白质印迹技术进一步验证甲基化的H4RSDM蛋白表达水平并无明显变化,说明这些以PRMT5蛋白为靶标虚拟筛选获得的化合物并非通过抑制PRMT5甲基化来抑制K562细胞增殖的。研究结果发现所有测试的化合物中发现有8个对K562细胞的生长具有良好的抑制作用,但是其在分子水平上的作用机理还有待进一步研究。

因此通过化合物筛选技术从众多化合物中筛选出具有抑制肿瘤活性的化合物,并对筛选的化合物的抑瘤作用机制进行研究,可以为开发新的抗肿瘤药物奠定了基础。

[1] 诱导胃癌细胞衰老含氮杂环化合物的筛选及其作用机制的研究[J].

[2] 靶向PRMT5先导化合物的筛选及其抗肿瘤作用探讨[J].