背景晚期癌症的传统的治疗手段以化学治疗、放射治疗为主,但这些手段都存在各自存在固有的缺陷与不足,而免疫疗法与传统疗法相互结合的方式提供了一种新型的治疗思路。但是目前仅有少数化疗药物能够实现肿瘤的化学免疫治疗,因此寻找新的解除肿瘤免疫抑制的途径和基于此途径开发新型化疗药物是实现肿瘤化学免疫治疗的关键工程。大部分癌症进展过程中,如前列腺癌、胶质瘤、肝癌、乳腺癌和结肠癌,肿瘤细胞的异常糖基化可以诱导肿瘤进展,癌症转移和免疫抑制。而相关糖基转移酶的失调也与肿瘤进展和免疫抑制密切相关。DNA损伤剂属于经典的抗肿瘤药物,铂类药物(顺铂和奥沙利铂)和1,8-萘酰亚胺具有广泛的抗瘤谱和优异的抗肿瘤特性,被广泛应用于前列腺癌,脑胶质瘤,肝癌和肺癌的治疗。但化medium Mn steel疗耐药和免疫抑制限制了其在临床上的使用。因此,通过探索异常糖基化在肿瘤进展中的机制,开发了新的协同药物开发的靶向治疗和免疫治疗策略,对铂类药物和1,8-萘酰亚胺进行结构设计和优化使其成为优异的糖基化靶向和免疫响应性抗肿瘤药物。这一策略为利用肿瘤异常糖基化来开发化疗药物候选物和改善肿瘤的诊断和治疗提供了新的方向。目的通过探究前列腺癌,胶质瘤和肝癌异常糖基化和糖基化转移酶失调对肿瘤发生、发展、迁移、侵袭和免疫环境的影响,来探究一些新型的诊疗标记物和治疗靶点,并利用这些诊疗标志物和糖基化靶点来开发新型免疫响应性抗肿瘤药物。方法1、药物合成:通过对小分子单糖化学库筛选,寻找到了一系列优异的天然和非天然糖基供体,如乙酰氨基葡萄糖(GN)、4-氟乙酰氨基葡萄糖(FGN)、2-脱氧葡萄糖(2-deoxy-D-glucose),通过对Pt(Ⅳ)和1,8-萘酰亚胺进行取代修饰和结构优化,制备天然或者非天然糖取代的铂杂合体和1,8萘酰亚胺化合物;2、机制研究(细胞水平):细胞毒性测试(MTT)对目标化合物进行活性评价并筛选出对前列腺癌,脑胶质瘤和肝细胞癌靶向的化合物FGNPt、DG2和H4。Transwell和伤口愈合实验评价了药物的抗迁移能力。药物摄取实验评估(ICP-MS)检测药物在肿瘤部位的靶向能力。流式细胞术和蛋白免疫印迹技术探究先导化合物对细胞凋亡的影响。实时荧光定量PCR(q PCR)、免疫共沉淀(Co-IP)和蛋白免疫印迹(Western Blot)探究其抑制肿瘤细胞增殖和解除免疫抑制的分子机制,q PCR和酶联免疫吸附剂测定(ELSA)实验检测细胞因子水平。3、机制研究(动物水平):通过原位,异种移植和肺转移动物模型评价先导化合物的体内抗肿瘤疗效,免疫组织化学和流式细胞术检测先导化合物对小鼠肿瘤免疫浸润的影响。结果1、GNPt杂合体:本部分通过天然氨基己糖(GN)和4-氟代氨基己糖(FGN)与顺铂和奥沙利铂配位设计合成四种铂杂合体。细胞毒性测试(MTT)筛选出FGNPt对前列腺癌特别是去势抵抗性前列腺癌(CRPC)细胞PC3(IC_(50)0.23±0.39μmselleck产品ol/L)和DU145(IC_(50)0.77±0.15μmol/L)具有显著的细胞毒性。并且显著抑制小鼠CRPC皮下肿瘤(RM-1)的生长(抑制率:85.1%)。此外FGNPt有效的抑制髓系来源免疫抑制细胞(MDSC)在肿瘤和血液中的募集,从而激活肿瘤杀伤性CD4~+、CD8~+T淋巴细胞。通过蛋白组学测序发现CRPC进展与Mucin型O-糖基化生物合成中的关键糖基转移酶GALNT3相互关联,并且GALNT3可以作为CRPC的生物标记物来检测CRPC的发生和发展。CRPC下调mi R-26a,抑制其与GALNT3的转录区结合,促进GALNT3的表达,促进O-糖基化的MUC-C和TNFR的表达,从而引起CRPC的化学治疗耐药和MDSCs诱导的免疫抑制。而FGNPt通过抑制这一途径发挥抗CRPC基于铂药物的化疗耐药和免疫抑制。2、DGPt杂合体:本部分通过对实验室抗肿瘤化合物库的12中优秀抗肿瘤化合物进行抗脑胶质瘤筛选,发现DGPt类化合物具有优秀的抗胶质瘤疗效。通过对六种2-脱氧葡萄糖取代的铂杂合体(DGPt)进一步抗脑胶质瘤筛选,发现DG1、DG2和DG6对脑胶质瘤细胞系U251、U87、U118-MG和C6具有优异疗效。然而动物急性毒实验发现DG1对小鼠具有较大毒性,因此选用DG2进行后续实验研究。在原位脑胶质瘤小鼠模型(GL261)中,化合物DG2(抑制率:77%)对比阳性药物替莫唑胺(抑制率:34%)、奥沙利铂(抑制率:39%)和顺铂(抑制率:56%)具有更强大的抑制作用。药物摄取实验(ICP-MS)评估表明DG2具有显著优于顺铂和奥沙利铂的血脑屏障穿透效率,在脑胶质瘤原位高度积累。此外,DG2可以有效地激活肿瘤CD4~+,CD8~+T淋巴细胞和M1型巨噬细胞,抑制TAM型巨噬细胞的表达。转录组学和TCGA数据库研究发现DG2可能是通过抑制岩藻糖基转移酶8(FUT8)的表达,从而下调PD1和CD155的岩藻糖基化,激活肿瘤杀伤性T淋巴细胞和M1型巨噬细胞,抑制TAM型巨噬细胞的激活。3、GN-NI:本部分通过天然氨基己糖(GN)和4-氟代氨基己糖(FGN)与萘酰亚胺偶联设计合成十六个糖基化萘酰亚胺衍生物(GN-NI),包括S1-S4、H1-H4、N1-N4和X1-X4,所有化合物均经过结构确证(~1H NMR、~(13)C NMR和ESI-MS)。细胞毒性测试(MTT)进行体外活性评价,对比阳性药物氨奈菲特,H4对肝癌(HCC)细胞具有显著的细胞毒性。并且在小鼠肝癌异位模型(H22)中,对比阳性药物氨奈菲特(抑制率:57%),H4(抑制率:70%)具有更高的抑制作用。流式细胞术检测表明,H4可以有效地激活肿瘤凋亡。Transwell和伤口愈合实验表明H4显著抑制肝癌的迁移。此外通过将H4与吉西他滨联用,发现H4与吉西他滨联用显著提高抗肝细胞癌疗效,表现出强协同效应(联药指数:0.14-0.16)。转录组学测序发现H4与吉西他滨联用可以抑制岩藻糖基转移酶1(FUT1)诱导的临床肝癌用药吉西他滨的化疗耐药,增强肝癌的杀伤作用。结论总的来说,在肿瘤中,异常表达的糖基转移酶调控各种蛋白糖基化,从而介导癌症转移、化疗耐药和免疫抑制,促进肿瘤的进展。然而采用天然(乙酰葡萄糖胺)或者非天然糖基供体(4-氟乙酰葡萄糖胺和2-脱氧葡萄糖)修饰DNA插层剂(铂杂合体和1,8-萘酰亚胺)可以增强其对部分肿瘤如前列腺癌、脑Tofacitinib胶质瘤和肝细胞癌的杀伤作用和靶向作用,通过靶向肿瘤中特定的糖基转移酶,从而解除肿瘤异常糖基化诱导的化疗耐药和免疫抑制。因此,通过糖基供体修饰化学治疗药物从而靶向异常糖基转移酶,为利用肿瘤异常糖基化开发新型高效的化学治疗药物候选物从而改善肿瘤的诊断和治疗提供了新的方向。