藥物-候選藥物的細(xì)胞表型譜研究.pdf

1、有效性和安全性不足是近年候選藥物臨床研究失敗的主要原因。因此，在臨床前研究全面探查候選藥物作用機(jī)制、提高候選藥物質(zhì)量成為提高新藥研究成功率的關(guān)鍵。多參數(shù)表型分析探查小分子化合物作用機(jī)制，在系統(tǒng)水平闡明其治療效應(yīng)及生物途徑。細(xì)胞是生命體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，也是藥物應(yīng)答的基本功能單位。細(xì)胞水平的多參數(shù)表型譜分析能夠定量和動(dòng)態(tài)地測定藥物的作用靶點(diǎn)和信號(hào)通路，較其它分子水平的組學(xué)技術(shù)能夠提供更為豐富和直觀的藥物作用信息，是近年來新藥研究的一項(xiàng)

2、革命性新技術(shù)。當(dāng)前的主要問題是如何利用基于細(xì)胞水平的藥效表型數(shù)據(jù)提高藥物的藥效，預(yù)測和減低其毒性。本研究的目的是通過藥物/候選細(xì)胞表型譜分析，全面了解藥物與候選藥物的藥理學(xué)作用特征，為候選藥物的開發(fā)和藥物重定位研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù);通過建立受試藥物結(jié)構(gòu)或靶點(diǎn)與細(xì)胞藥效表型、毒性表型的關(guān)系，探索建立藥物/候選藥物細(xì)胞表型譜的研究方法，為藥物預(yù)測研究提供更具價(jià)值的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本課題采用高內(nèi)涵篩選技術(shù)，選擇特異性表達(dá)藥物靶點(diǎn)或特定信號(hào)分

3、子的30個(gè)分析細(xì)胞株和2組多參數(shù)細(xì)胞毒參數(shù)，檢測了100個(gè)左右涵蓋各類靶點(diǎn)或適應(yīng)癥的已上市藥和候選藥物對(duì)40種細(xì)胞靶點(diǎn)/信號(hào)通路表型（涵蓋代表性靶點(diǎn)和主要信號(hào)通路）和21種細(xì)胞毒性表型（涵蓋主要的細(xì)胞毒機(jī)制與細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化）的影響。根據(jù)受試藥物激活或抑制細(xì)胞表型參數(shù)的EC50/IC50值和EC25/IC25值，分析了受試藥物的脫靶效應(yīng)、未知作用機(jī)制及潛在毒副作用;采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)社團(tuán)分析、AP聚類分析以及藥效團(tuán)分析等方法分析了受試藥物靶點(diǎn)

4、或結(jié)構(gòu)與細(xì)胞靶點(diǎn)/信號(hào)通路表型、細(xì)胞毒性表型的關(guān)系。
　　研究發(fā)現(xiàn)，(1)45％的受試藥物存在1個(gè)以上明確的靶點(diǎn)外效應(yīng)，靶點(diǎn)外效應(yīng)在候選藥物與上市藥物中的比例相當(dāng)。絕大多靶點(diǎn)外效應(yīng)的作用濃度遠(yuǎn)高于其作用于自身靶點(diǎn)的效應(yīng)濃度;(2)完成了11個(gè)在研候選藥物的細(xì)胞靶點(diǎn)/信號(hào)通路表型譜以及肝細(xì)胞細(xì)胞毒多參數(shù)表型譜的評(píng)價(jià)?？傮w上，候選藥物靶點(diǎn)的特異性較好，肝細(xì)胞毒性較低。發(fā)現(xiàn)PPARα/γ雙重激動(dòng)劑具有拮抗CB1R、激活S1P1的作用，是

5、一個(gè)多靶點(diǎn)的胰島素增敏劑。人乙肝病毒核衣殼蛋白抑制劑Z060228的肝細(xì)胞毒性需要關(guān)注。此外，噻吩諾菲有明顯毒性，LL-SGC-001在較高濃度下具有誘發(fā)氧化應(yīng)激的作用，其它候選藥物不具有藥理學(xué)意義的非靶點(diǎn)和毒性作用;(3)作用于Pre-casepase3的抗腫瘤候選藥物的PAC-1和YCL-0426具有特異性誘導(dǎo)缺氧以及誘導(dǎo)DNA DSB損傷的作用;多靶點(diǎn)蛋白激酶抑制劑舒尼替尼具有廣泛地抑制細(xì)胞增殖信號(hào)途徑和潛在的誘發(fā)炎性反應(yīng)的作用;

6、(4)HMG-CoA還原酶抑制劑洛伐司他汀、α-葡萄糖苷酶劑抑制劑阿卡波糖、L-Ca2+通道阻滯劑樂卡地平和氨氯地平、PPARα激動(dòng)劑非諾貝特具有藥理學(xué)意義的非靶點(diǎn)效應(yīng);(5)螺內(nèi)酯、樂卡地平、異丙腎上腺素、組胺以及地塞米松具有明確激活A(yù)R的作用;(6) SIPR1和CBR1是脫靶效應(yīng)最多的受體，脫靶分子主要是M-R、L-Ca2+通道和乙肝病毒核殼體等的配基;(7) PPAR激動(dòng)劑影響CBR1、S1PR1、IGFR/AKT和Insuli

7、n/GLUT4表型，但不影響同屬于核受體的類固醇類激素受體GR、ERα、PR和AR等細(xì)胞表型。PPARδ的激動(dòng)劑可能具有激活轉(zhuǎn)錄因子NF-kB（P65亞基）的活性;(8)受試藥物靶點(diǎn)與細(xì)胞靶點(diǎn)/信號(hào)通路表型的相關(guān)性較強(qiáng);受試藥物結(jié)構(gòu)與細(xì)胞毒表型的相關(guān)性較強(qiáng);(9)對(duì)同時(shí)影響同一靶點(diǎn)/通路表型的藥物分析發(fā)現(xiàn):M-R、L-Ca2+通道和乙肝病毒核殼體可能與CBR1具有類似的配基結(jié)合位點(diǎn);PPAR與類固醇激素受體（GR、ERα、PR和AR）不

8、存在相同的配基結(jié)合位點(diǎn)，PPAR激動(dòng)劑可能影響CBIR、S1P1、Insulin/AKT和Insulin/GLUT4表型;不同類別的類固醇激素受體激動(dòng)劑在不同的類固醇激素受體間有交互影響;PPARδ激動(dòng)劑可能激活P65(NF-kB);(10)聚類分析更能反映細(xì)胞毒性表型與受試藥物結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的社團(tuán)分析可能適用于分析細(xì)胞毒表型與藥物靶點(diǎn)類型的相關(guān)性。
　　總之，本研究工作探索建立了藥物細(xì)胞表型譜的研究方法，為候選藥物優(yōu)化