HIF2α抑制剂化合物的筛选及药效评价文献综述

 2022-12-28 11:28:54

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factors, HIFs)是 bHLH 转录因子超家族成员之一[1]。 HIFs 是广泛存在于各类哺乳动物的细胞中的一种转录因子。HIFs 在有机体的生长发育,生理病理过程中均发挥重要作用。HIFs 能够应答细胞内氧气浓度的降低,而对多种靶基因的表达进行调控。HIFs 在肿瘤细胞中的表达促进肿瘤的进展。

HIFs 为两个亚基组成的异二聚体。其中alpha;亚基为氧敏感性亚基。其活性调控主要通过自身的羟基化修饰来实现。beta;亚基的表达不受氧浓度的影响[2]。HIF-beta;亚基又被称为芳烃受体核转位蛋白(aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator, ARNT),因其能与芳烃受体结合而得名。HIFs 分为三种,分别为 HIF-1、HIF-2 与HIF-3。目前在人类中发现的HIFs均由 HIF-1beta;亚基和相应的alpha;亚基(HIF-1alpha;、HIF-2alpha; 和 HIF-3alpha;)结合而成。其中,HIF-1 与 HIF-2 在细胞的缺氧应答反应中起着重要的调节作用。

HIF-2由HIF-2alpha;和HIF-1beta;两个蛋白质亚基组成。HIF-2的两个亚基中,HIF-1beta; 在正常细胞与缺氧状态下细胞的细胞质与细胞核中均有表达,且表达水平没有明显差异,而 HIF-2alpha; 的表达则受到多种因素的控制。正常情况下HIF-2alpha;不断合成,但随后即被分解,其半衰期仅不到5 min。调节HIF-2alpha; 表达的因子较多。其中,缺氧是HIF-2alpha; 最主要的调节因子[3, 4]。缺氧的调节作用主要体现在两个方面:HIF-2alpha;的蛋白稳定性和转录活性[5]。缺氧对于HIF-2alpha;蛋白稳定性的调节主要依赖HIF-2alpha;结构中的氧依赖性降解结构域(oxygen-dependent degradation domain,ODDD)[5, 6]。氧含量正常时,ODD中的Pro530被依赖铁和氧的脯氨酸羟化酶羟基化。羟基化后的 ODD促进了HIF-2alpha; 与vHL 泛素-蛋白酶结合体的快速结合,使得 HIF-2alpha; 泛素化,进而导致其经蛋白水解酶快速降解。因此在正常细胞中 HIF-2alpha; 蛋白含量很低。而当细胞处于缺氧状态时,脯氨酸羟化酶不能将 ODD 羟化,抑制了HIF-2alpha;与vHL 泛素-蛋白酶结合体,减少了HIF-2alpha;的降解,使其不断聚集增多,进而与HIF-1beta; 亚基结合成异源二聚体,形成稳定的HIF-2复合物发挥生理调节作用。

HIF-1alpha; 与HIF-2alpha; 的序列具有高度相似性(48%),具有相似的蛋白结构与若干共同靶点[7]。比如HIF-1alpha; 与HIF-2alpha; 都具有两个反式激活结构域,分别位于其C端与 N 端。HIF-1alpha; 与HIF-2alpha; 通过vHL蛋白通路(vonHippel-Lindau)以氧依赖性方式进行降解。尽管双方具有高度的结构相似性,但是 HIF-1alpha; 与 HIF-2alpha; 在发挥生理功能时具有很大的差异。HIF-1alpha; 在人体内广泛分布,包括参与免疫的巨噬细胞,嗜中性粒细胞,树突状细胞和淋巴细胞等[8]。最近的相关研究表明,HIF-1是调控免疫细胞代谢和功能的关键因素。而 HIF-2alpha; 的表达则与细胞所处的组织有关。受两者共同调节的基因有血管内皮生长因子VEGF,肾上腺髓质素ADM等。HIF-1alpha; 独自调节的基因有糖酵解相关酶类和凋亡相关基因BNIP-3,参与糖代谢通路;而胚胎转录因子,转化生长因子alpha;和促红细胞生成素EPO却是由HIF-2alpha; 独自调节的,因此它可以参与胚胎发育、细胞周期调节、干细胞多能性维持、肿瘤生长等生理活动。双方 N 末端的相同是调节共同基因的基础,而羧基末端的区别导致了它们可以调控不同的基因。[9-14]

肿瘤的快速增殖需要大量氧气的供应。当肿瘤生长的速度远超血管供氧的能力时便会产生持续的缺氧状态[15]。肿瘤缺氧与肿瘤的侵袭性表型、治疗抵抗和不良预后密切相关, 具有重要的临床价值[16]。细胞对缺氧作出的反应主要由HIFs介导, 其通过调节基因的表达驱动了肿瘤细胞的适应和进展。在临床肿瘤样本上, HIF2alpha; 的表达与不良预后、治疗复发密切相关。因此, HIF2alpha; 作为重要的靶标,许多过程中的肿瘤标志物都受到肿瘤缺氧和 HIF2alpha; 的影响,对其抑制剂的进一步研究将有助于改善目前转移性和难治性肿瘤的治疗。

因此,我们希望能够找到一类化合物,能够直接作用于HIF-2alpha; 蛋白实现调节,继而改善目前转移性和难治性肿瘤的治疗,而不对 HIF-1与HIF-3通路产生影响。以便在实现治疗的同时,不对正常生理过程代谢产生影响。

实验目的:

筛选HIF-2alpha; 抑制剂并评价药效

实验材料:

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